CN211125902U - 卷针组件及电芯卷绕装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种卷针组件，所述卷针组件包括卷针壳体组件、卷针驱动组件以及卷针插针组件；所述卷针驱动组件与卷针插针组件都装设在所述卷针壳体组件中，所述卷针驱动组件包括可移动的芯轴和与所述芯轴抵接的弹性件，所述卷针插针组件包括用于夹持和卷绕用于制造电芯的卷绕材料的卷针主体，所述卷针主体装设在所述芯轴上，所述弹性件用于提供弹力，所述弹力用于驱动所述芯轴带动所述卷针主体朝第一方向移动；所述芯轴还能够在外力作用下带动所述卷针主体克服所述弹力而向与所述第一方向相反的第二方向移动。本申请还提供一种包含上述卷针组件的电芯卷绕装置。

Description

卷针组件及电芯卷绕装置

技术领域

本申请涉及电池制造设备技术领域，特别是涉及一种卷针组件及包含所述卷针组件的电芯卷绕装置。

背景技术

目前在电池中广泛使用卷绕电芯。生产卷绕电芯需要使用专用的电芯卷绕设备。在一些小型和微型电子设备中，通常需要使用体积很小、结构紧凑的微型电池，例如蓝牙耳机中常用的圆柱形电池直径通常只有3毫米左右。但是现有的电芯卷绕设备中的电芯卷绕装置通常结构比较复杂，制造成本高，难以制造体积足够小的卷绕电芯。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种可用于电芯卷绕装置的结构简单紧凑的卷针组件，能够制造出体积更小的卷绕电芯。

本申请要解决的另一个技术问题是提供一种包含有上述卷针组件的电芯卷绕装置。

为解决上述技术问题，本申请实施例采用的一个技术方案是：一种卷针组件，所述卷针组件包括卷针壳体组件、卷针驱动组件以及卷针插针组件；所述卷针驱动组件与卷针插针组件都装设在所述卷针壳体组件中，所述卷针驱动组件包括可移动的芯轴和与所述芯轴抵接的弹性件，所述卷针插针组件包括用于夹持和卷绕用于制造电芯的卷绕材料的卷针主体，所述卷针主体装设在所述芯轴上，所述弹性件用于提供弹力，所述弹力用于驱动所述芯轴带动所述卷针主体朝第一方向移动；所述芯轴还能够在外力作用下带动所述卷针主体克服所述弹力而向与所述第一方向相反的第二方向移动。

其中，所述卷针壳体组件包括连接座、安装壳体和端盖，其中所述连接座和所述安装壳体内部相互连通，所述弹性件容纳在所述安装壳体中，所述芯轴容纳在所述连接座和所述安装壳体中；所述端盖设置在所述安装壳体的一端，所述弹性件的一端装设在所述端盖上，另一端套设在所述芯轴上。

其中，所述芯轴上设有挡止凸缘，所述弹性件的套设在所述芯轴上的一端抵顶在所述挡止凸缘的一面上，所述挡止凸缘的背向所述弹性件的另一面用于承受使所述芯轴移动的外力，所述使所述芯轴移动的外力的方向与所述弹性件的弹力的方向相反。

其中，所述安装壳体开设有滑槽，用于让所述使所述芯轴移动的外力通过所述滑槽施加到所述挡止凸缘上。

其中，所述卷针组件还包括插针检测组件，所述安装壳体开设有检测缺口，所述插针检测组件包括传感器，所述传感器安装在所述卷针壳体组件上，用于通过所述检测缺口来检测所述芯轴的位置。

其中，所述卷针驱动组件还包括套筒和联动杆，所述套筒可转动地安装在所述连接座中；所述芯轴开设有与所述芯轴的轴向平行的插槽，所述联动杆的一端固定在所述套筒上，另一端可滑动地嵌设在所述插槽中，使得所述套筒的转动能够带动所述芯轴一起转动，同时所述芯轴的轴向滑动不受所述套筒的阻碍。

其中，所述卷针驱动组件还包括副传动轮，所述连接座开设有传动缺口，所述副传动轮安装在所述套筒外部，用于在通过所述传动缺口进入所述连接座的皮带驱动下带动所述套筒转动。

其中，所述芯轴的容纳在所述连接座内的部分开设有沿着所述芯轴的轴向延伸的容置孔，所述卷针主体的一部分插入在所述容置孔中；所述卷针插针组件还包括插销，所述插销将所述卷针主体相对于所述芯轴固定。

其中，所述卷针驱动组件还包括设置在所述套筒末端的锁紧块，所述卷针插针组件还包括固定在所述锁紧块上，能够让另一个所述卷针组件的卷针主体插入的接收器。

本申请实施例采用的另一个技术方案是提供一种电芯卷绕装置，其包括如上所述的卷针组件。

相比于现有技术，本申请的上述较佳实施方式提供的卷针组件及电芯卷绕装置能够取得以下多方面的有益效果：(1)卷针组件设有对插结构，能够方便且牢固地夹持卷绕材料，也能够方便地从卷绕完成的电芯中拔出，有助于提高电芯卷绕装置的加工精度；(2)采用气缸和弹簧驱动卷针组件进行插拔，省时省力，成本低廉；(3)采用传感器来实时检测卷针组件的插针状态，使电芯卷绕操作的可靠性更高，并有助于延长卷针组件的使用寿命。

附图说明

图1是本申请的一个较佳实施方式提供的电芯卷绕装置的结构示意图。

图2是图1所示的电芯卷绕装置中的卷绕组件的具体结构示意图。

图3是本申请的一个较佳实施方式提供的卷针组件的轴向截面示意图。

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。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

图1是本申请的一个较佳实施方式提供的电芯卷绕装置的结构示意图，所述电芯卷绕装置1至少包括卷绕组件10和移动组件20。卷绕组件10与移动组件20传动连接，移动组件20用于驱动卷绕组件10进行可往复的移动，例如进行升降运动，使得卷绕组件10能够在预定的卷绕位置和下料位置之间切换；当卷绕组件10移动到卷绕位置时，可以使用卷绕组件10将用于制造卷绕电芯的卷绕材料例如正负极片材料和隔膜材料等等卷绕成电芯；当电芯卷绕完成后，可以将卷绕组件10移动到下料位置，便于将电芯从卷绕组件10上取下。优选地，在所述卷绕组件10中使用了根据本申请的较佳实施方式提供的卷针组件，例如下面将会详细介绍的第一卷针组件13和/或第二卷针组件14。

请一并参阅图2，卷绕组件10可以包括底板11、固定座12、第一卷针组件13、第二卷针组件14、第一平移驱动组件15、第二平移驱动组件16、以及旋转驱动组件17。

底板11可以为平板状，优选安装在移动组件20的升降板24(下面将会介绍)上，可以在移动组件20的驱动下带动整个卷绕组件10进行往复移动，例如升降运动。固定座12优选包括基板121和两个固定板122，其中基板121和固定板122可以均为平板状，两个固定板122与基板121垂直地连接在基板121的同一表面上，且两个固定板122相互平行。基板121可以与底板11平行地固定安装在底板11上，从而使两个固定板122与底板11垂直地向同一方向(例如图1及图2中所示为上方)延伸。

请一并参阅图3，根据本申请的一个较佳实施方式提供的第一卷针组件13包括卷针壳体组件131、卷针驱动组件132、卷针插针组件133、以及卷针辅助限位组件134。卷针壳体组件131优选地包括连接座131a、安装壳体131b和端盖131c，其中连接座131a的形状优选地大致为圆筒状，其轴向上的一端(例如图3所示为右端)用于和一个固定板122(例如图1及图2所示为位于左侧的固定板122)紧密抵接并连接在一起，从而将第一卷针组件13安装在该固定板122上；连接座131a的侧壁上还开设有用于让旋转驱动组件17的驱动皮带(下面将会介绍)进入连接座131a内部的传动缺口131d。安装壳体131b的形状优选地大致为圆筒状，其轴向上的一端的外围凸设有环状的连接凸缘131e，所述连接凸缘131e优选与所述连接座131a具有相同的直径，可以与所述连接座131a紧密地抵接并连接在一起，从而使连接座131a和安装壳体131b连接在一起且内部相互连通。在其他实施方式中，连接座131a和安装壳体131b也可以一体成型。端盖131c优选地安装在安装壳体131b的轴向上的另一端(例如图3所示为左端)，将安装壳体131b封住。端盖131c的朝向安装壳体131b内部的端面上优选地凸设有圆柱形的弹簧座131f。进一步优选地，安装壳体131b的侧壁上开设有沿着其轴向延伸的滑槽131g，还开设有用于检测卷针位置的检测缺口131h，所述滑槽131g和检测缺口131h优选地分别设置在安装壳体131b侧壁上的相对两侧(例如图3所示分别设置在下侧和上侧)。

卷针驱动组件132包括弹性件132a、芯轴132b、弹性件挡块132c、套筒132d、联动杆132e、副传动轮132f和锁紧块132g。弹性件132a优选为圆柱状螺旋弹簧，容纳在安装壳体131b中并与安装壳体131b同轴设置，弹性件132a的一端(例如图3所示为左端)套设在弹簧座131f上，从而将弹性件132a安装到端盖131c上。在其他实施方式中，也可以通过其他方式(例如抵顶或连接的方式)将弹性件132a的端部装设到端盖131c上。芯轴132b的形状大致为圆柱形，与连接座131a及安装壳体131b同轴设置，其一部分轴段容纳在安装壳体131b内，另一部分轴段容纳在连接座131a内；并且该芯轴132b被设置成能够在连接座131a及安装壳体131b内沿其轴向滑动，使得其容纳在连接座131a内的一部分轴段可以从连接座131a内伸出到外界。芯轴132b的处于安装壳体131b内的轴段的外表面上可以凸设有环形的挡止凸缘132h。弹性件挡块132c的形状大致为环形，套设在芯轴132b的处于安装壳体131b内的轴段上。弹性件132a的另一端(例如图3中所示为右端)套设到芯轴132b的处于安装壳体131b内的轴段上，并且弹性件132a的末端将弹性件挡块132c向挡止凸缘132h的方向抵顶，使弹性件挡块132c和挡止凸缘132h相互抵持。弹性件挡块132c和挡止凸缘132h均有一部分被置于滑槽131g中并能在滑槽131g中往复滑动。芯轴132b的容纳在连接座131a内的该部分轴段的侧面上开设有平行于芯轴132b的轴向方向延伸的插槽132i，芯轴132b的容纳在连接座131a内的该部分轴段的末端中央开设有沿着芯轴132b的轴向延伸的容置孔132j。套筒132d优选为圆筒形，装设在连接座131a上，其在轴向方向上相对于连接座131a是固定的，但是可以相对于连接座132转动。套筒132d的一部分筒段(例如图3中所示的右侧筒段)被设置成从连接座131a的抵接固定板122的一端伸出并穿过相应的固定板122，而芯轴132b的容纳在连接座131a内的一部分轴段在伸出到外界时则会插入该套筒132d内，如图3所示。联动杆132e大致为圆柱形，其优选地被布置成使得联动杆132e的轴向与芯轴132b的径向一致，联动杆132e的一端固定地连接或嵌设在套筒132d的侧壁上，另一端可滑动地嵌设在插槽132i中，这样使得套筒132d的转动能够带动芯轴132b一起转动，同时芯轴132b的轴向滑动则不会受到套筒132d的阻碍。副传动轮132f装设在套筒132d外部并对准连接座131a的传动缺口131d，用于与驱动皮带配合，以实现通过驱动皮带带动套筒132d旋转。锁紧块132g安装在套筒132d伸出连接座131a的筒段末端，将套筒132d的该末端封住；锁紧块132g上开设有供卷针插针组件133的接收器133c(下文会介绍)穿出的通孔(图中未标号)。

卷针插针组件133包括卷针主体133a、插销133b和接收器133c。卷针主体133a包括插入部和卷绕部(图中未标号)，所述插入部和卷绕部的形状优选均为圆柱形且同轴地连接在一起，插入部的直径大于卷绕部的直径。插入部插入到上述的容置孔132j中，插销133b设置在插入部的尾部，将插入部固定在容置孔132j中，使得芯轴132b的转动可以带动卷针主体133a同步转动。接收器133c优选固定在锁紧块132g上，形状优选地大致为中空的圆锥形，其锥底部分容纳在套筒132d和锁紧块132g内部，锥尖部分从锁紧块132g的上述通孔中穿出到套筒132d和锁紧块132g之外。卷针主体133a的卷绕部插入接收器133c的锥尖部分并从中伸出到外界。优选地，接收器133c的锥尖部分可以容纳两根同样的卷绕部同时插设在其中。

卷针辅助限位组件134可以包括轴承134a、锁紧螺母134b、隔套134c和隔圈134d。轴承134a装设在连接座131a内部，套筒132d可以通过轴承134a可旋转地装设在连接座131a中。锁紧螺母134b可以套设并固定在套筒132d位于连接座131a内部的一端(例如图3中所示为左端)的外表面上，可用于在轴向上限定套筒132d的位置。隔套134c套设在套筒132d的外表面上，且位于轴承134a和锁紧螺母134b之间，可用于限定锁紧螺母134b和轴承134a在轴向上的相对位置。隔圈134d的数量可以为多个，可以分别装设在连接座131a内的多个预定位置，例如连接座131a内壁上与锁紧螺母134b相对的位置、连接座131a内壁上接近副传动轮132f的位置等等，用于防止各个部件之间发生有害的碰撞或摩擦。

进一步地，第一卷针组件13还可以包括插针检测组件135，用于实时检测卷针主体133a的插针状态。请参阅图2，所述插针检测组件135可以包括传感器135a和传感器支架135b，所述传感器支架135b可以安装在连接座131a或安装壳体131b上(本实施方式中优选安装在安装壳体131b上)，传感器135a安装在传感器支架135b上并对准检测缺口131h，通过检测缺口131h来检测芯轴132b的位置(例如可以通过检测芯轴132b上的挡止凸缘132h的位置来判断芯轴132b的位置)，进而判断出芯轴132b上安装的卷针主体133a的位置，从而检测出卷针主体133a的插针状态。

第二卷针组件14的结构可以和第一卷针组件13相同或实质相同，因此这里不再重复介绍。第二卷针组件14可以依照与第一卷针组件13相似的方式安装在固定座12的另一个固定板122(例如图1及图2所示为位于右侧的固定板122)上，并将第二卷针组件14的卷针主体的卷绕部(图中未标号)与第一卷针组件13的卷针主体133a的卷绕部相对设置，且该相对设置的具体布置方式使得第一卷针组件13和第二卷针组件14的卷针主体的卷绕部可以分别插入第二卷针组件14和第一卷针组件13的接收器内，即能够进行卷针对插操作；并且当第一卷针组件13和第二卷针组件14的卷针主体的卷绕部分别插入到第二卷针组件14和第一卷针组件13的接收器内时，在所述两个卷绕部之间可以形成一条用于夹持卷绕材料的狭缝。在第一卷针组件13和第二卷针组件14按照上述方式进行对插时，第一卷针组件13和第二卷针组件14的弹性件(例如上述弹性件132a)可以通过自身弹性将相应的卷针主体分别向第二卷针组件14和第一卷针组件13的接收器的内部推抵。

第一平移驱动组件15可以安装在第一卷针组件13所在的固定板122上，用于驱动第一卷针组件13的卷针主体133a进行轴向移动。在本实施方式中，第一平移驱动组件15包括固定杆151、第一气缸座152、第一气缸153、第一导柱154、第一导套155、第一滑座156、第一拨块157及限位螺钉158，这些部件优选地都布置在用于安装第一卷针组件13及第一平移驱动组件15的固定板122的外侧(例如图1及图2所示，为左侧固定板122的左侧)。固定杆151的轴向优选被设置成与第一卷针组件13的安装壳体131b的轴向平行，固定杆151的一端固定在相应的固定板122上，另一端与第一气缸座152连接。第一气缸153装设在第一气缸座152上。第一导柱154优选地设置在固定杆151和第一卷针组件13之间，第一导柱154的轴向优选也被设置成与固定杆151以及第一卷针组件13的安装壳体131b的轴向平行；第一导柱154的一端固定在相应的固定板122上，另一端固定在第一气缸座152上。第一导套155可滑动地装设在第一导柱154上，能够沿着第一导柱154的轴向滑动。第一滑座156固定装设在第一导套155上，第一气缸153的驱动端与第一滑座156直接连接或传动连接，使得第一气缸153能够驱动第一滑座156沿着第一导柱154的轴向往复滑动。第一拨块157固定装设在第一滑座156上，并通过第一卷针组件13的安装壳体131b上开设的滑槽131g伸入安装壳体131内，插入到安装壳体131b上凸设的连接凸缘131e和芯轴132b上凸设的挡止凸缘132h之间。这样，当第一气缸153的驱动端向固定座12的外侧移动(例如在图1及图2中是向左移动)时，可以通过第一滑座156和第一拨块157推动挡止凸缘132h向远离固定座12的方向移动，进而通过芯轴132b带动卷针主体133a从前述的对插状态中拔出，同时使挡止凸缘132h压缩弹性件132a。当第一气缸153的驱动端朝着固定座12的内侧移动(例如在图1及图2中是向右移动)时，弹性件132a不再受到压缩，在自身弹性作用下回弹而抵顶弹性件挡块132c，进而通过弹性件挡块132c、挡止凸缘132h和芯轴132b驱动卷针主体133a向固定座12的内侧移动，可用于进行下一次的卷针对插操作。限位螺钉158可以设置在第一气缸座152上，用于限制第一滑座156向固定座12的外侧移动的距离。

第二平移驱动组件16可以安装在第二卷针组件14所在的固定板122上，用于驱动第二卷针组件14的卷针主体进行轴向移动。第二平移驱动组件16可以包括第二气缸161、第二导柱162、第二导套163、第二滑座164、滚轮传动组件165、第三导柱166、第三导套167、第三滑座168及第二拨块169，这些部件优选地都布置在用于安装第二卷针组件14及第二平移驱动组件16的固定板122的外侧(例如图1及图2所示，为右侧固定板122的右侧)。第二导柱162和第三导柱166的轴向优选都被设置成与第二卷针组件14的安装壳体(图中未标号)的轴向平行。第二导柱162的一端固定在相应的固定板122上，第二导套163可沿第二导柱162轴向滑动地套设在第二导柱162上，第二滑座164固定装设在第二导套163上，第二气缸161的驱动端(图中未标号)的移动方向对准第二滑座164，当第二气缸161的驱动端朝向固定座12移动(例如图1及图2中是向左移动)时，可以抵顶第二滑座164，使得第二滑座164及第二导套163沿着第二导柱162的轴向朝固定座12滑动。第二气缸161的驱动端还可以设置有限位筒161a，所述限位筒161a优选通过螺纹组装方式可轴向移动地装设在第二气缸161的驱动端，可用于更精确地调节驱动第二滑座164滑动的精度。第三导柱166布置在第二导柱162和第二卷针组件14之间，第三导柱166的一端固定在相应的固定板122上，第三导套167可沿第三导柱166轴向滑动地套设在第三导柱166上，第三滑座168固定装设在第三导套167上，第二拨块169固定装设在第三滑座168上，并且按照与第一平移驱动组件15的第一拨块157相似的方式，被插入到第二卷针组件14内部以用于驱动第二卷针组件14的卷针主体向固定座12外侧方向(例如图1及图2所示为右方)移动，从前述的对插状态中拔出。进一步优选地，第二滑座164上还可以设置限位杆164a，该限位杆164a可以穿过固定座12与第一滑座156相对准，可用于限制第一滑座156和第二滑座164之间的距离，防止第一滑座156向第二滑座164过度滑动而导致第一卷针组件13损坏。当限位杆164a顶抵第一滑座156时，可以阻止第一滑座156移动，也可以用来调节第一滑座156及第一卷针组件13的位置。例如，当第二滑座164移动时，可以带动限位杆164a移动到一定的位置；此时若第一滑座156被朝向第二滑座164移动，则第一滑座156移动一定距离后就会被限位杆164a挡止，从而实现相应的位置调节。

滚轮传动组件165包括滚轮座165a、滚轮传动皮带165b、至少两个皮带固定块165c和至少两个滚轮(图中未示出)。滚轮座165a优选地被固定在第二导柱162和第三导柱166的远离固定座12的端部上，滚轮可转动地容纳在滚轮座165a中，滚轮传动皮带165b绕经所述滚轮，且滚轮传动皮带165b的两端分别通过皮带固定块165c固定到第二滑座164和第三滑座168上。这样，第二滑座164就与第三滑座168建立传动连接，可以通过滚轮传动皮带165b的传动对第三滑座168进行驱动。具体在本实施方式中，当使用第二滑座164对第三滑座168进行传动时，优选将第二滑座164和第三滑座168的滑动方向设置成相反的，使得第二滑座164远离固定座12滑动时可以通过滚轮传动皮带165b带动第三滑座168朝向固定座12滑动，反之亦然。

旋转驱动组件17优选包括旋转驱动电机座171、旋转驱动电机172、主动轮173、第一驱动皮带174、传动轴175、从动轮176、两个主传动轮177及两条第二驱动皮带178。旋转驱动电机座171优选安装在移动组件10的升降板24(下面将会介绍)上，旋转驱动电机172安装在旋转驱动电机座171上，主动轮173设置在旋转驱动电机172的驱动端上，传动轴175可旋转地安装在固定座12上，从动轮176和两个主传动轮177都同轴地套设在传动轴175上并且与传动轴175相对固定。主动轮173通过第一驱动皮带174与从动轮176传动连接，两个主传动轮177分别通过两条第二驱动皮带178与第一卷针组件13的副传动轮和第二卷针组件14的副传动轮传动连接。当旋转驱动电机172转动时，可以通过主动轮173和第一驱动皮带174带动从动轮176和传动轴175转动，进一步通过两个主传动轮177及两条第二驱动皮带178带动第一卷针组件13的副传动轮和第二卷针组件14的副传动轮同步转动，从而带动第一卷针组件13和第二卷针组件14的芯轴和卷针主体同步转动。这样，通过同一个旋转驱动组件17即可同时带动第一卷针组件13和第二卷针组件14的两个卷针主体同步旋转，避免两个卷针主体出现旋转不同步的现象。

移动组件20可以包括安装板21、升降动力组件22、升降滑动组件23及升降板24。安装板21优选为平板状，可以安装在预定位置并用于承载整个电芯卷绕装置1。升降动力组件22优选包括升降电机座221、升降电机222、升降联轴器223、升降丝杆224、升降丝杆螺母225、升降丝杆支座226、升降驱动块227，这些部件优选都安装在安装板21的同一面(例如图1所示为左面)，而升降滑动组件23和升降板24优选安装在安装板21的背向升降动力组件22的另一面(例如图1所示为右面)。其中升降电机座221和升降丝杆支座226可以固定地安装在安装板21上，升降联轴器223可以布置在升降电机座221和升降丝杆支座226之间；升降电机222安装在升降电机座221上，升降电机222的驱动端(图中未示出)可以穿过升降电机座221连接到升降联轴器223，并通过升降联轴器223与升降丝杆224的一端连接；升降丝杆224可转动地穿设在升降丝杆支座226中，升降丝杆螺母225套设在升降丝杆224上并与升降驱动块227固定连接；安装板21上可以沿着升降驱动块227的预定升降方向贯通开设有升降槽(图中未示出)，升降驱动块227可以通过该升降槽穿过安装板21并与升降板24连接。升降滑动组件23可以包括滑轨231和滑块232，滑轨231固定安装在安装板21上，且滑轨231限定的滑动方向与升降驱动块227的预定升降方向一致；滑块232可滑动地设置在滑轨231上，升降板24与滑块232连接。这样，当升降电机222转动时，其驱动端可以通过升降联轴器223带动升降丝杆224转动；根据已知的丝杆工作原理，升降丝杆224的转动可以驱动升降丝杆螺母225沿着升降丝杆224的轴向进行移动，也就是上升或下降；而升降丝杆螺母225的升降运动就可以进一步驱动升降驱动块227沿着安装板21上的升降槽上升或下降，进而带动升降板24和安装在升降板24上的卷绕组件10相对于安装板21上下移动，将卷绕组件10移动到预定的卷绕位置和下料位置。升降滑动组件23可以给升降板24的移动提供进一步的支撑和导引，有利于提高升降板24工作的可靠性。

进一步的，为了进一步提高第二卷针组件14的卷针主体的位移精度，使其插拔位置更加精确，所述电芯卷绕装置1还可以包括限位组件30。所述限位组件30优选安装在底板11上，可以包括限位电机31、限位电机座32、限位联轴器33、限位丝杆支座34、限位丝杆35、限位丝杆螺母36、限位驱动块37、限位块38以及导杆39。限位电机座32和限位丝杆支座34都固定地设置在底板11上，限位丝杆支座34的数量优选为两个，都安装在限位电机座32的同一侧，与限位电机座32排成一列；导杆39固定在两个限位丝杆支座34之间，限位联轴器33可以布置在限位电机座32和距离限位电机座32较近的一个限位丝杆支座34之间。限位电机31安装在限位电机座32上，限位电机31的驱动端(图中未示出)可以穿过限位电机座32连接到限位联轴器33，并通过限位联轴器33与限位丝杆35的一端连接；限位丝杆35可转动地穿设在两个限位丝杆支座34中，限位丝杆螺母36套设在限位丝杆35上并与限位驱动块37固定连接，限位驱动块37可滑动地装设在导杆39上，限位块38固定安装在限位驱动块37上，且限位块38的至少一部分被布置在第二滑座164的滑动路径上。当限位电机31转动时，其驱动端可以通过限位联轴器33带动限位丝杆35转动；根据已知的丝杆工作原理，限位丝杆35的转动可以驱动限位丝杆螺母36沿着限位丝杆35的轴向进行移动，进而带动限位驱动块37和限位块38进行移动，使限位块38能够在预定范围内挡止第二滑座164的滑动，对第二滑座164进行限位，从而调整第二卷针组件14的卷针主体的位移行程以提高位移精度。导杆39可以给限位驱动块37的移动提供进一步的支撑和导引，有利于提高限位组件30工作的可靠性。

在本实施方式中，由于升降板24上安装的部件较多，为了使升降板24上的负载更加平衡，所述电芯卷绕装置1还可以进一步包括平衡组件40。平衡组件40可以包括平衡气缸座41、平衡气缸42和连接块43，平衡气缸42通过平衡气缸座41装设在安装板21上，平衡气缸42的驱动端(图中未标号)通过连接块43和升降板24连接。平衡气缸42的驱动端始终伸出，用于平衡升降板24以及升降板24上安装的卷绕组件10的重量。由此，能够使得升降电机222的负载更小，响应速度更快。

在使用上述电芯卷绕装置1制作卷绕电芯时，可以首先用移动组件20驱动卷绕组件10移动到预定的卷绕位置(如果卷绕组件10已经处于适当的卷绕位置，则也可以不使用移动组件20对其进行驱动)，此时第一卷针组件13的卷绕部和第二卷针组件14的卷绕部分别放置在待卷绕的单层或多层卷绕材料(例如隔膜材料)的两侧；通过旋转驱动组件17驱动第一卷针组件13和第二卷针组件14的两个卷针主体同步旋转，使得两个卷针主体调节至理想的工作角度，例如使两个卷针主体相对设置的平面与卷绕材料平行，以便于进行后续的对插过程。然后通过第一平移驱动组件15和第二平移驱动组件16依照前述驱动方式驱动第一卷针组件13的卷绕部和第二卷针组件14的卷绕部相互对插，也就是驱动第一卷针组件13的卷绕部和第二卷针组件14的卷绕部分别插入第二卷针组件14的接收器和第一卷针组件13的接收器内，从而使得第一卷针组件13和第二卷针组件14的卷针主体相互配合，第一卷针组件13的卷绕部和第二卷针组件14的卷绕部都移动到用于夹持卷绕材料的适当位置，将待卷绕的卷绕材料夹持在第一卷针组件13的卷绕部和第二卷针组件14的卷绕部之间。在进行上述对插操作时，优选首先驱动第二卷针组件14的卷绕部插入第一卷针组件13的接收器内，然后再驱动第一卷针组件13卷绕部插入第二卷针组件14的接收器内，这样可以利用限位杆可以对第一滑座156进行限位，确保第一卷针组件13和第二卷针组件14之间保持适当的距离。限位组件30也可以用于对第二卷针组件14进行辅助定位。在第一卷针组件13和第二卷针组件14按照上述方式进行对插时，第一卷针组件13和第二卷针组件14的弹性件(例如上述弹性件132a)可以通过自身提供的弹力驱动相应的卷针主体移动，将相应的卷针主体分别向第二卷针组件14的接收器和第一卷针组件13的接收器的内部推抵。

完成上述对插操作后，开启旋转驱动组件17，依照前述动作原理同时带动第一卷针组件13和第二卷针组件14的两个卷针主体同步旋转，对夹持在两个卷绕部之间的单层或多层卷绕材料进行卷绕以形成卷绕电芯。在完成卷绕操作之后，可以使用移动组件20驱动卷绕组件10移动到预定的下料位置，在下料位置将电芯夹持住，然后通过第一平移驱动组件15和第二平移驱动组件16依照前述驱动方式驱动第一卷针组件13和第二卷针组件14进行拔针操作，也就是把第一卷针组件13的卷绕部和第二卷针组件14的卷绕部都向远离固定座12的方向移动，从卷绕完成的电芯中拔出。进行拔针操作时，优选首先驱动第一卷针组件13进行拔针，然后再驱动第二卷针组件14进行拔针；或者也可以同时驱动第一卷针组件13和第二卷针组件14进行拔针。

优选地，第一卷针组件13的卷绕部和第二卷针组件14的卷绕部可以制造成能够相互配合的半圆柱形，当这两个卷绕部相互对插之后可以形成外部轮廓基本呈圆柱形的组合卷针，有助于提高卷绕精度。

优选地，第一拨块157和第二拨块169都可以采用凸轮随动器。

相比于现有技术，本申请的上述较佳实施方式提供的卷针组件(例如上述的第一卷针组件13和/或第二卷针组件14)及电芯卷绕装置能够取得以下多方面的有益效果：(1)卷针组件设有对插结构，能够方便且牢固地夹持卷绕材料，也能够方便地从卷绕完成的电芯中拔出，有助于提高电芯卷绕装置的加工精度；(2)采用气缸和弹簧驱动卷针组件进行插拔，省时省力，成本低廉；(3)采用传感器来实时检测卷针组件的插针状态，使电芯卷绕操作的可靠性更高，并有助于延长卷针组件的使用寿命。

以上仅为本申请的较佳实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种卷针组件，其特征在于，所述卷针组件包括卷针壳体组件、卷针驱动组件以及卷针插针组件；所述卷针驱动组件与卷针插针组件都装设在所述卷针壳体组件中，所述卷针驱动组件包括可移动的芯轴和与所述芯轴抵接的弹性件，所述卷针插针组件包括用于夹持和卷绕用于制造电芯的卷绕材料的卷针主体，所述卷针主体装设在所述芯轴上，所述弹性件用于提供弹力，所述弹力用于驱动所述芯轴带动所述卷针主体朝第一方向移动；所述芯轴还能够在外力作用下带动所述卷针主体克服所述弹力而向与所述第一方向相反的第二方向移动。

2.如权利要求1所述的卷针组件，其特征在于，所述卷针壳体组件包括连接座、安装壳体和端盖，其中所述连接座和所述安装壳体内部相互连通，所述弹性件容纳在所述安装壳体中，所述芯轴容纳在所述连接座和所述安装壳体中；所述端盖设置在所述安装壳体的一端，所述弹性件的一端装设在所述端盖上，另一端套设在所述芯轴上。

3.如权利要求2所述的卷针组件，其特征在于，所述芯轴上设有挡止凸缘，所述弹性件的套设在所述芯轴上的一端抵顶在所述挡止凸缘的一面上，所述挡止凸缘的背向所述弹性件的另一面用于承受使所述芯轴移动的外力，所述使所述芯轴移动的外力的方向与所述弹性件的弹力的方向相反。

4.如权利要求3所述的卷针组件，其特征在于，所述安装壳体开设有滑槽，用于让所述使所述芯轴移动的外力通过所述滑槽施加到所述挡止凸缘上。

5.如权利要求2所述的卷针组件，其特征在于，所述卷针组件还包括插针检测组件，所述安装壳体开设有检测缺口，所述插针检测组件包括传感器，所述传感器安装在所述卷针壳体组件上，用于通过所述检测缺口来检测所述芯轴的位置。

6.如权利要求2所述的卷针组件，其特征在于，所述卷针驱动组件还包括套筒和联动杆，所述套筒可转动地安装在所述连接座中；所述芯轴开设有与所述芯轴的轴向平行的插槽，所述联动杆的一端固定在所述套筒上，另一端可滑动地嵌设在所述插槽中，使得所述套筒的转动能够带动所述芯轴一起转动，同时所述芯轴的轴向滑动不受所述套筒的阻碍。

7.如权利要求6所述的卷针组件，其特征在于，所述卷针驱动组件还包括副传动轮，所述连接座开设有传动缺口，所述副传动轮安装在所述套筒外部，用于在通过所述传动缺口进入所述连接座的皮带驱动下带动所述套筒转动。

8.如权利要求6所述的卷针组件，其特征在于，所述芯轴的容纳在所述连接座内的部分开设有沿着所述芯轴的轴向延伸的容置孔，所述卷针主体的一部分插入在所述容置孔中；所述卷针插针组件还包括插销，所述插销将所述卷针主体相对于所述芯轴固定。

9.如权利要求8所述的卷针组件，其特征在于，所述卷针驱动组件还包括设置在所述套筒末端的锁紧块，所述卷针插针组件还包括固定在所述锁紧块上，能够让另一个所述卷针组件的卷针主体插入的接收器。

10.一种电芯卷绕装置，其特征在于，包括如权利要求1-9中的任意一项所述的卷针组件。

Images