CN215911460U - 一种叠片装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叠片装置。该叠片装置包括叠片台以及叠片压板组，所述叠片压板组至少包括分别设置在所述叠片台的前后侧的两组；所述叠片压板组至少包括左右相对设置的第一压板和第二压板；所述第一压板和所述第二压板通过联动机构与传动凸轮传动连接，可由所述传动凸轮带动联动靠拢压合在所述叠片台上或者相互分离并从所述叠片台上离开。本实用新型的叠片装置采用凸轮及联动机构进行叠片压板的传动压片，使得叠片压板对外作用力稳定可控，且叠片台辅以音圈电机进行精准的升降控制，从而使叠片压板的叠片压力精准可控，可有效避免叠片时叠片压板对极片和隔膜的损伤，确保叠片的电芯质量，同时叠片速度有更大的提升，有利提高叠片生产效率。

Description

一种叠片装置

技术领域

本实用新型涉及电池电芯叠片设备技术领域，具体涉及一种叠片装置。

背景技术

叠片生产时锂离子电池电芯生产中的主要生产方式，在叠片生产过程中，极片与隔膜交替叠放并由压板进行叠放后的层压，以避免叠片的电芯出现松散。由于极片及隔膜极薄且易受损，在压板层压作业过程中，需严格控制压板压力，避免对极片及隔膜造成损伤而影响电芯质量和使用寿命。

然而，目前行业使用的锂离子电芯叠片装置的压板及叠片台的传动方式主要为气缸进退及气缸升降模式或者电机驱动丝杆/皮带进退+电机驱动丝杆升降模式，这两种叠片装置的传动模式在叠片时的叠片压板压力控制精度低，无法确保叠片压板在叠片时不损伤极片和隔膜。

实用新型内容

为解决现有的叠片装置存在的叠片压板压力控制精度低、无法有效避免压板在叠片时对极片及隔膜的损伤的问题，提高电芯生产质量，本实用新型提供了一种叠片装置。具体为基于凸轮驱动及可采用音圈电机进行叠片台升降控制的叠片装置，可实现压板叠片压力的精准控制，实现高质量叠片。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现。

一种叠片装置，包括叠片台以及叠片压板组，所述叠片压板组至少包括分别设置在所述叠片台的前后侧的两组；

所述叠片压板组至少包括左右相对设置的第一压板和第二压板；所述第一压板和所述第二压板通过联动机构与传动凸轮传动连接，可由所述传动凸轮带动联动靠拢压合在所述叠片台上或者相互分离并从所述叠片台上离开。

在优选的实施例中，所述联动机构包括X轴运动随动器以及Z轴运动随动器，所述第一压板和所述第二压板可由所述X轴运动随动器带动沿X轴联动合拢或分离，所述第一压板和所述第二压板可由所述Z轴运动随动器带动沿Z轴同步升降；

所述传动凸轮上具有X轴进退凸轮沟槽以及Z轴升降凸轮沟槽；所述X轴运动随动器和所述Z轴运动随动器分别装配至所述X轴进退凸轮沟槽和所述Z轴升降凸轮沟槽内，并分别可沿所述X轴进退凸轮沟槽以及所述Z轴升降凸轮沟槽导向滑动。

在更优选的实施例中，所述X轴进退凸轮沟槽相对于所述Z轴升降凸轮沟槽位于内圈，且所述X轴进退凸轮沟槽的偏心大径端与所述Z轴升降凸轮沟槽的偏心小径端相对应，所述X轴进退凸轮沟槽的偏心小径端与所述Z轴升降凸轮沟槽的偏心大径端相对应。

在更优选的实施例中，所述联动机构包括左右相对设置的X轴运动主动顶杆、X轴运动从动顶杆以及X轴连接板；

所述X轴运动主动顶杆和所述X轴运动从动顶杆均可沿X轴自由滑动，所述第一压板和所述第二压板可沿Z轴自由滑动的分别连接设置在所述X轴运动主动顶杆和所述X轴运动从动顶杆上；所述第一压板和所述第二压板分别与所述X轴连接板的两端滑动连接，且所述第一压板和所述第二压板均可相对于所述X轴连接板发生沿X轴的自由滑动；所述X轴运动随动器连接设置在所述X轴运动主动顶杆上，所述Z轴运动随动器连接设置在所述X轴连接板上。

在更进一步优选的实施例中，所述叠片台及所述联动机构均设置有底板上，所述底板上设置有供所述X轴运动主动顶杆以及所述X轴运动从动顶杆沿X轴自由滑动的X轴运动导轨。

在更进一步优选的实施例中，所述Z轴运动随动器通过连接立板支撑设置在Z轴滑动支撑座上，所述连接立板可在所述Z轴滑动支撑座上沿Z轴自由滑动。

在更进一步优选的实施例中，所述连接立板通过连接横板滑动连接在所述Z轴滑动支撑座上，且所述连接横板的两端通过X轴运动连杆分别与X轴运动主动顶杆以及X轴运动从动顶杆活动连接。

进一步的，所述Z轴滑动支撑座至少包括左右分布的两个辅支撑座以及位于两个所述辅支撑座中间的主支撑座，从而可对所述Z轴运动随动器进行稳定支撑。

在优选的实施例中，设置有升降驱动件；所述升降驱动件的输出端与所述叠片台传动连接，并可驱使所述叠片台升降移动。

在更优选的实施例中，所述升降驱动件为音圈电机。

在更优选的实施例中，还设置有上升限位开关以及下降限位开关，所述叠片台在上升和下降到位时可分别触发所述上升限位开关以及所述下降限位开关，且所述上升限位开关以及所述下降限位开关均与所述升降驱动件连接。

在更进一步优选的实施例中，所述升降驱动件设置在叠片台支撑底座上并位于所述叠片台的底部，所述叠片台支撑底座上具有叠片台升降滑轨，所述叠片台通过叠片台支板滑动设置在所述叠片台升降滑轨上，所述上升限位开关以及所述下降限位开关均设置在所述叠片台支撑底座上。

在优选的实施例中，所述传动凸轮通过固定芯轴装配在固定芯轴座上，并可随所述固定芯轴同步旋转，所述固定芯轴由凸轮驱动件驱动进行转动。

在更优选的实施例中，所述凸轮驱动件通过同步带与所述固定芯轴传动连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

本实用新型的叠片装置中，叠片压板采用凸轮及联动机构进行传动压片，基于凸轮运动轨迹的稳定性特点可将叠片压板的运动轨迹固化，使得叠片压板对外作用力稳定可控，且叠片台辅以音圈电机进行精准的升降控制，从而使叠片压板的叠片压力精准可控，可有效避免叠片时叠片压板对极片和隔膜的损伤，确保叠片的电芯质量。同时，叠片压板的运动轨迹完全由凸轮沟槽确定，由同一凸轮驱动件的旋转运动转化为叠片压板的进退和升降，使得叠片速度有更大的提升，有利提高叠片生产效率。

此外，在联动机构中采用凸轮随动器进行凸轮运动顶杆与凸轮沟槽的传动连接，通过提高凸轮沟槽表面的加工光洁度，预留凸轮随动器与凸轮沟槽的间隙，可极大达到降低作业噪音。

附图说明

图1为具体实施例中本实用新型的叠片装置的局部剖视的立体结构示意图；

图2为具体实施例中本实用新型的叠片装置的局部剖视的俯视结构示意图；

图3为具体实施例中本实用新型的叠片装置的局部爆炸结构示意图；

图4为具体实施例中本实用新型的叠片装置的完整爆炸结构示意图；

图5为传动凸轮的立体结构示意图；

图6为传动凸轮的正视结构示意图；

图7为联动机构的结构示意图；

图8为叠片台的升降组件的设置结构示意图；

附图标注：1-底板，2-叠片压板组，21-第一压板，22-第二压板，3-叠片台，4-联动机构，41-X轴运动主动顶杆，42-X轴运动从动顶杆，43-X轴运动随动器，44-X轴连接板，45-Z轴运动随动器，451-Z轴运动随动轴，46-连接立板，47-Z轴滑动支撑座，48-连接横板，49-X轴运动连杆，410-X轴运动导轨，5-传动凸轮，501-X轴进退凸轮沟槽，502-Z轴升降凸轮沟槽，6-升降驱动件，7-上升限位开关，8-下降限位开关，9-叠片台支撑底座，10-叠片台支板，11-凸轮驱动件，12-固定芯轴，13-固定芯轴座，14-同步带，15-同步轮，16-电芯。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但本实用新型的保护范围及实施方式不限于此。

在具体的实施例描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“X轴”、“Z轴”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，以及术语“第一”、“第二”等，是为了便于区分，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制，更不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本实用新型的叠片装置，请参见图1～图4所示，包括叠片台3以及叠片压板组2，所述叠片台3及所述联动机构4均设置有底板1上，底板1设置在固定底座上。

其中，所述叠片压板组2至少包括分别设置在所述叠片台3的前后侧的两组，而所述叠片压板组2至少包括左右相对设置的第一压板21和第二压板22。而且，所述第一压板21和所述第二压板22通过联动机构4与传动凸轮5传动连接，可由所述传动凸轮5带动联动靠拢压合在所述叠片台3上或者相互分离并从所述叠片台3上离开。进行压片时，第一压板21和第二压板22可在联动机构4及传动凸轮5的带动下同步联动向叠片台3靠拢压合，压紧叠片台3上的电芯16；而在压片完成后，第一压板21和第二压板22可在联动机构4及传动凸轮5的带动下同步联动相互分离并从叠片台3远离退出。

具体可选的，每组叠片压板组2的第一压板21和第二压板22通过独立对应的一组联动机构4及传动凸轮5进行联动传动，两组的叠片压板组2可相互独立工作且可由伺服控制实现同步作业。如图1～图4示出的具体实施例中，两组的叠片压板组2的四个压板对应分布在叠片台3的四个角，且两组的叠片压板组2分别通过独立对应的一组联动机构4及传动凸轮5进行联动传动，进行压片时，两组的叠片压板组2的四个压板分别从叠片台3的四个角对叠片台3上的电芯16进行压片，确保压片均衡。

请再参见图1～图4所示，在优选的实施例中，所述联动机构4包括X轴运动随动器43以及Z轴运动随动器45，所述第一压板21和所述第二压板22可由所述X轴运动随动器43带动沿X轴联动合拢或分离，所述第一压板21和所述第二压板22可由所述Z轴运动随动器45带动沿Z轴同步升降。

所述传动凸轮5通过固定芯轴12装配在固定芯轴座13上，并可随所述固定芯轴12同步旋转，所述固定芯轴12由凸轮驱动件11驱动进行转动；可选但不限于的，凸轮驱动件11为伺服电机。具体的，所述凸轮驱动件11通过同步带14与所述固定芯轴12传动连接，凸轮驱动件11的输出端连接有减速机，减速机的输出端及固定芯轴12上套设有同步轮15，同步带14的两端套设在同步轮15上，由凸轮驱动件11转动可驱使固定芯轴12旋转进而带动传动凸轮5旋转。

而且，请参见图5和图6所示，所述传动凸轮5上具有X轴进退凸轮沟槽501以及Z轴升降凸轮沟槽502，传动凸轮5在凸轮驱动件11的传动带动下旋转时，X轴进退凸轮沟槽501以及Z轴升降凸轮沟槽502可同步进行旋转导向；其中，所述X轴运动随动器43和所述Z轴运动随动器45分别装配至所述X轴进退凸轮沟槽501和所述Z轴升降凸轮沟槽502内，并分别可沿所述X轴进退凸轮沟槽501以及所述Z轴升降凸轮沟槽502导向滑动。

具体的，请再参见图5和图6所示，X轴进退凸轮沟槽501和Z轴升降凸轮沟槽502均为开设在传动凸轮5上的偏心沟槽，所述X轴进退凸轮沟槽501相对于所述Z轴升降凸轮沟槽502位于内圈，且所述X轴进退凸轮沟槽501的偏心大径端与所述Z轴升降凸轮沟槽502的偏心小径端相对应，所述X轴进退凸轮沟槽501的偏心小径端与所述Z轴升降凸轮沟槽502的偏心大径端相对应。并且，在X轴进退凸轮沟槽501以及Z轴升降凸轮沟槽502的偏心大径段与偏心小径段之间均具有过渡段。

如此，叠片压板组2的第一压板21和第二压板22采用联动机构4及具有X轴进退凸轮沟槽501和Z轴升降凸轮沟槽502的传动凸轮5进行传动压片，基于传动凸轮5运动轨迹的稳定性特点可将第一压板21和第二压板22的运动轨迹固化，使得第一压板21和第二压板22对外作用力稳定可控，从而使第一压板21和第二压板22的叠片压力精准可控，可有效避免叠片时第一压板21和第二压板22对极片和隔膜的损伤，确保叠片的电芯质量。同时，第一压板21和第二压板22的运动轨迹完全由X轴进退凸轮沟槽501和Z轴升降凸轮沟槽502确定，由同一传动凸轮5的旋转运动转化为X轴进退凸轮沟槽501和Z轴升降凸轮沟槽502的进退和升降，使得叠片速度有更大的提升，有利提高叠片生产效率。

请参见图3、图4以及图7所示，在优选的实施例中，所述联动机构4包括左右相对设置的X轴运动主动顶杆41、X轴运动从动顶杆42以及X轴连接板44。其中，所述X轴运动主动顶杆41和所述X轴运动从动顶杆42均可沿X轴自由滑动，具体的，在所述底板1上设置有供所述X轴运动主动顶杆41以及所述X轴运动从动顶杆42沿X轴自由滑动的X轴运动导轨410，X轴运动主动顶杆41和X轴运动从动顶杆42滑动设置在X轴运动导轨410上；而所述第一压板21和所述第二压板22可沿Z轴自由滑动的分别连接设置在所述X轴运动主动顶杆41和所述X轴运动从动顶杆42上；所述第一压板21和所述第二压板22分别与所述X轴连接板44的两端滑动连接，且所述第一压板21和所述第二压板22均可相对于所述X轴连接板44发生沿X轴的自由滑动；所述X轴运动随动器43连接设置在所述X轴运动主动顶杆41上，所述Z轴运动随动器45通过Z轴运动随动轴451连接设置在所述X轴连接板44上。

具体的，请再参见图7所示，所述Z轴运动随动器45通过连接立板6支撑设置在Z轴滑动支撑座47上，所述连接立板46可在所述Z轴滑动支撑座47上沿Z轴自由滑动，所述连接立板46具体通过连接横板48滑动连接在所述Z轴滑动支撑座47上；而且，所述Z轴滑动支撑座47至少包括左右分布的两个辅支撑座以及位于两个所述辅支撑座中间的主支撑座，从而可对所述Z轴运动随动器45进行稳定支撑。此外，所述连接横板48的两端通过X轴运动连杆49分别与X轴运动主动顶杆41以及X轴运动从动顶杆42活动连接，X轴运动连杆49在随X轴运动主动顶杆41以及X轴运动从动顶杆42的沿X轴移动过程中以及随连接横板48的沿Z轴升降过程中可进行摆动。

如此，基于该结构设计的联动机构4进行传动凸轮5与叠片压板组2的第一压板21和第二压板22之间的运动轨迹传动，可确保传动凸轮5的X轴进退凸轮沟槽501和Z轴升降凸轮沟槽502对第一压板21和第二压板22进行精准的运动轨迹固化导向，有效提高对第一压板21和第二压板22的运动轨迹的精准控制，从而提高对第一压板21和第二压板22的叠片压力的精准可控性。

在优选的实施例中，请参见图8所示，该叠片装置还设置有升降驱动件6；其中，所述升降驱动件6的输出端与所述叠片台3传动连接，并可驱使所述叠片台升降移动。具体的，所述升降驱动件6设置在叠片台支撑底座9上并位于所述叠片台3的底部，所述叠片台支撑底座9上具有叠片台升降滑轨，所述叠片台3通过叠片台支板10滑动设置在所述叠片台升降滑轨上，在升降驱动件6的驱使下，叠片台支板10可沿叠片台升降滑轨进行升降滑动，进而带动叠片台3升降。如此，叠片台3辅以升降驱动件6进行精准的升降控制，从而使叠片压板组2的第一压板21和第二压板22的叠片压力进一步精准可控，可进一步有效避免叠片时第一压板21和第二压板22对极片和隔膜的损伤。可选但不限的，升降驱动件6为音圈电机，音圈电机的输出力大小及位移可以精确控制。

进一步的，还设置有上升限位开关7以及下降限位开关8；具体的，所述上升限位开关7以及所述下降限位开关8均设置在所述叠片台支撑底座9上，且叠片台支板10上设置有开关触发片，所述叠片台3在上升和下降到位时，叠片台支板10上的开关触发片可分别触发所述上升限位开关7以及所述下降限位开关8，且所述上升限位开关7以及所述下降限位开关8均与所述升降驱动件6连接。如此，在叠片台3上升及下降到位时，上升限位开关7以及下降限位开关8均可被触发，从而可及时控制升降驱动件6的启停，实现叠片台3升降的自动反馈控制，进一步提高叠片压力的精准可控性。

以上实施例仅为本实用新型的较优实施例，仅在于对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例，本实用新型的保护范围及实施方式不限于此，任何未脱离本实用新型精神实质及原理上所做的变更、组合、删除、替换或修改等均将包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种叠片装置，其特征在于，包括叠片台以及叠片压板组，所述叠片压板组至少包括分别设置在所述叠片台的前后侧的两组；

所述叠片压板组至少包括左右相对设置的第一压板和第二压板；所述第一压板和所述第二压板通过联动机构与传动凸轮传动连接，可由所述传动凸轮带动联动靠拢压合在所述叠片台上或者相互分离并从所述叠片台上离开。

2.根据权利要求1所述的一种叠片装置，其特征在于，所述联动机构包括X轴运动随动器以及Z轴运动随动器，所述第一压板和所述第二压板可由所述X轴运动随动器带动沿X轴联动合拢或分离，所述第一压板和所述第二压板可由所述Z轴运动随动器带动沿Z轴同步升降；

所述传动凸轮上具有X轴进退凸轮沟槽以及Z轴升降凸轮沟槽；所述X轴运动随动器和所述Z轴运动随动器分别装配至所述X轴进退凸轮沟槽和所述Z轴升降凸轮沟槽内，并分别可沿所述X轴进退凸轮沟槽以及所述Z轴升降凸轮沟槽导向滑动。

3.根据权利要求2所述的一种叠片装置，其特征在于，所述X轴进退凸轮沟槽相对于所述Z轴升降凸轮沟槽位于内圈，且所述X轴进退凸轮沟槽的偏心大径端与所述Z轴升降凸轮沟槽的偏心小径端相对应，所述X轴进退凸轮沟槽的偏心小径端与所述Z轴升降凸轮沟槽的偏心大径端相对应。

4.根据权利要求2或3所述的一种叠片装置，其特征在于，所述联动机构包括左右相对设置的X轴运动主动顶杆、X轴运动从动顶杆以及X轴连接板；

所述X轴运动主动顶杆和所述X轴运动从动顶杆均可沿X轴自由滑动，所述第一压板和所述第二压板可沿Z轴自由滑动的分别连接设置在所述X轴运动主动顶杆和所述X轴运动从动顶杆上；所述第一压板和所述第二压板分别与所述X轴连接板的两端滑动连接，且所述第一压板和所述第二压板均可相对于所述X轴连接板发生沿X轴的自由滑动；所述X轴运动随动器连接设置在所述X轴运动主动顶杆上，所述Z轴运动随动器连接设置在所述X轴连接板上。

5.根据权利要求4所述的一种叠片装置，其特征在于，所述Z轴运动随动器通过连接立板支撑设置在Z轴滑动支撑座上，所述连接立板可在所述Z轴滑动支撑座上沿Z轴自由滑动。

6.根据权利要求5所述的一种叠片装置，其特征在于，所述连接立板通过连接横板滑动连接在所述Z轴滑动支撑座上，且所述连接横板的两端通过X轴运动连杆分别与X轴运动主动顶杆以及X轴运动从动顶杆活动连接。

7.根据权利要求1所述的一种叠片装置，其特征在于，设置有升降驱动件；所述升降驱动件的输出端与所述叠片台传动连接，并可驱使所述叠片台升降移动。

8.根据权利要求7所述的一种叠片装置，其特征在于，还设置有上升限位开关以及下降限位开关，所述叠片台在上升和下降到位时可分别触发所述上升限位开关以及所述下降限位开关，且所述上升限位开关以及所述下降限位开关均与所述升降驱动件连接。

9.根据权利要求1所述的一种叠片装置，其特征在于，所述传动凸轮通过固定芯轴装配在固定芯轴座上，并可随所述固定芯轴同步旋转，所述固定芯轴由凸轮驱动件驱动进行转动。

10.根据权利要求9所述的一种叠片装置，其特征在于，所述凸轮驱动件通过同步带与所述固定芯轴传动连接。

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