CN216488212U - 一种卷针机构及锂电池电芯卷绕设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种卷针机构及锂电池电芯卷绕设备，本实用新型涉及锂电池电芯卷绕技术领域，卷针机构包括安装座、固定卷针组件、移动卷针组件和伸缩机构，所述固定卷针组件的一端安装于所述安装座中，所述移动卷针组件的一端安装于所述安装座中，所述移动卷针组件包括移动内卷针和移动外卷针，所述移动内卷针和所述移动外卷针均适于靠近或背离所述固定卷针组件，所述伸缩机构设置于所述移动内卷针和所述移动外卷针之间，所述伸缩机构的一端与所述移动内卷针连接，所述伸缩机构的另一端与所述移动外卷针连接。解决现有技术中卷针夹持隔膜不稳定的问题。

Description

一种卷针机构及锂电池电芯卷绕设备

技术领域

本实用新型涉及锂电池电芯卷绕技术领域，具体而言，涉及一种卷针机构及锂电池电芯卷绕设备。

背景技术

现有的卷绕机采用的卷针机构通常包括固定针组件和移动针组件，固定针组件和移动针组件的一端(后端)均安装在安装座中，移动针组件中的移动内针和移动外针能够相对固定针组件移动，隔膜卷绕前固定针组件和移动内针为分离状态(两者之间有间隔以供隔膜穿过)，随隔膜穿入后两个半式卷针后，移动内针由安装座处的驱动机构向着固定针组件的方向驱动移动以合针实现夹紧隔膜，同时移动外针由驱动机构向着远离固定针组件的方向驱动移动。但是现有的卷针机构的移动内针和移动外针的移动是由其端部安装座处的驱动机构进行驱动的，在卷针组件较长的情况下，容易出现移动内针和移动外针在远离安装座处一端(前端)无法与后端同步移动的情况，也就是移动内针和移动外针因为自身细长而存在移动内针和移动外针倾斜的情况，最终导致移动内针和固定针组件无法完全合针或开针，影响卷针机构的正常工作。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题中的至少一个。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种卷针机构，包括安装座、固定卷针组件、移动卷针组件和伸缩机构，所述固定卷针组件的一端安装于所述安装座中，所述移动卷针组件的一端安装于所述安装座中，所述移动卷针组件包括移动内卷针和移动外卷针，所述移动内卷针和所述移动外卷针均适于靠近或背离所述固定卷针组件，所述伸缩机构设置于所述移动内卷针和所述移动外卷针之间，所述伸缩机构的一端与所述移动内卷针连接，所述伸缩机构的另一端与所述移动外卷针连接。

本实用新型提供的一种卷针机构，相较于现有技术，具有但不局限于以下有益效果：

通过固定卷针组件的一端(后端)安装于安装座中，对固定卷针组件支撑固定，并将移动卷针组件的一端(后端)安装于安装座中便于移动卷针组件靠近或背离固定卷针组件，其中，安装座与移动卷针组件可通过销轴连接，以对移动卷针组件靠近或背离固定卷针组件提供导向。移动外卷针与移动内卷针之间且在安装座的前方设置可伸缩的伸缩机构，移动内卷针与移动外卷针相背离即分针时伸缩机构拉伸(合针时的运动状态)，移动内卷针与移动外卷针相靠近时伸缩机构压缩(开针时的运动状态)，进而保证伸缩机构不阻碍合针和开针的进行。安装座处的外部驱动机构驱动移动内卷针和移动外卷针后端靠近或背离固定卷针组件移动时，相较于传统的移动内、外针相互独立而言，可伸缩的伸缩机构加强了移动内卷针和移动外卷针之间的连接，使移动内卷针和移动外卷针不会因各自过长而出现倾斜的状态，保证了合针与开针的有效性。另外，合针时，安装座处的外部驱动机构使移动内卷针向固定卷针组件移动夹持住隔膜并将移动内卷针保持在该位置，同时外部驱动机构将移动外卷针向着远离固定卷针组件的位置移动至某一位置，并将移动外卷针保持在合针时的该位置，通过移动内卷针和移动外卷针之间的伸缩机构，使保持在合针状态下确定位置的移动内卷针和移动外卷针能够通过伸缩机构传递力，将隔膜卷绕在固定卷针组件与移动卷针组件相远离的一侧后，移动外卷针受到的卷绕的隔膜的反作用力能够通过伸缩机构传递给移动内卷针，合针状态下，由于伸缩机构能够将卷绕隔膜给予移动外卷针的反作用力传递至移动内卷针，至少可以保证移动内卷针在伸缩机构处的位置与固定卷针组件之间对隔膜的夹持力不会因为距离驱动机构较远而过小。

进一步地，所述移动外卷针和所述移动内卷针相对的一侧壁均开设有凹槽，所述伸缩机构适于至少部分设置于所述凹槽中。

进一步地，多个所述凹槽沿所述移动内卷针和所述移动外卷针的长度方向分布，所述移动外卷针的一个所述凹槽和对应所述移动内卷针的一个所述凹槽适于相配合设置一个所述伸缩机构。

进一步地，所述伸缩机构为连杆机构，所述连杆机构包括四个连杆，四个所述连杆首尾依次通过转轴铰接形成平行四边形结构，呈对角设置的两个转轴分别安装在所述移动内卷针和所述移动外卷针的所述凹槽中。

进一步地，所述伸缩机构为连杆机构，所述连杆机构包括滑杆和两个连杆，两个所述连杆的一端通过转轴铰接，两个所述连杆的另一端滑动连接于所述滑杆上，所述转轴和所述滑杆分别安装于所述移动内卷针和所述移动外卷针的所述凹槽中。

进一步地，所述伸缩机构还包括弹性件，所述弹性件的两端分别与所述移动外卷针的一个所述凹槽和对应所述移动内卷针的一个所述凹槽连接。

进一步地，所述固定卷针组件包括固定内卷针、固定外卷针和固定附片，所述移动卷针组件还包括移动附片，在背离所述移动卷针组件的方向上，所述固定内卷针、所述固定外卷针和所述固定附片依次连接，所述移动附片设置于所述移动外卷针远离所述移动内卷针的一侧。

进一步地，所述卷针机构还包括垫片，所述移动外卷针和所述移动附片之间设置设置有所述垫片，所述固定外卷针和所述固定附片之间也设置有所述垫片。

进一步地，所述卷针机构还包括卷针连接头，所述卷针连接头依次开设有第一插槽、第二插槽、第三插槽和第四插槽，所述第四插槽和所述第三插槽分别供所述固定外卷针和所述固定内卷针插入，所述第一插槽的内壁包括第一倾斜壁和第一水平壁，所述第二插槽包括第二倾斜壁和第二水平壁，所述移动外卷针远离所述安装座的一端适于沿所述第一倾斜壁移动并支撑在所述第一水平壁处，所述移动内卷针远离所述安装座的一端适于沿所述第二倾斜壁移动并支撑在所述第二水平壁处。

另外，本实用新型还提供一种锂电池电芯卷绕设备，包括如前所述的卷针机构。

由于本实用新型的锂电池电芯卷绕设备的技术改进和取得的技术效果与所述卷针机构一样，因此不再对所述锂电池电芯卷绕设备进行说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的卷针机构的示意性结构图；

图2为本实用新型实施例的卷针机构的示意性结构爆炸图；

图3为本实用新型实施例的连杆结构的示意性结构剖视图；

图4为本实用新型实施例的连杆结构的另一示意性结构剖视图；

图5为本实用新型实施例的卷针连接头的示意性结构剖视图图。

附图标记说明：

1-安装座，2-固定卷针组件，21-固定外卷针，22-固定内卷针，23-固定附片，3-移动卷针组件，31-移动外卷针，32-移动内卷针，33-移动附片，4-连杆机构，41-连杆，42-转轴，43-滑杆，5-凹槽，6-垫片，7-卷针连接头，71-第一插槽，711-第一倾斜壁，712-第一水平壁，72-第二插槽，721-第二倾斜壁，722-第二水平壁，73-第三插槽，74-第四插槽。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

在本实用新型的描述中，附图中X轴表示纵向，也就是前后位置，并且X轴的正向(也就是X轴的箭头指向)表示前，X轴的负向(也就是与X轴的正向相反的方向)表示后。

同时需要说明的是，前述X轴表示含义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装置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。

参见图1和图2，本实用新型实施例的卷针机构，包括安装座1、固定卷针组件2、移动卷针组件3和伸缩机构，所述固定卷针组件2的一端安装于所述安装座1中，所述移动卷针组件3的一端安装于所述安装座1中，所述移动卷针组件3包括移动内卷针32和移动外卷针31，所述移动内卷针32和所述移动外卷针31均适于靠近或背离所述固定卷针组件2，所述伸缩机构设置于所述移动内卷针32和所述移动外卷针31之间，所述伸缩机构的一端与所述移动内卷针32连接，所述伸缩机构的另一端与所述移动外卷针31连接。

本实施例中，通过固定卷针组件2的一端安装于安装座1中，对固定卷针组件2支撑固定，并将移动卷针组件3的一端安装于安装座1中便于移动卷针组件3靠近或背离固定卷针组件2，其中，安装座1与移动卷针组件3可通过销轴连接实现对移动卷针组件3靠近或背离固定卷针组件2。移动外卷针31与移动内卷针32之间且在安装座1的前方(X轴正向)距离安装座较远的位置处设置可伸缩的伸缩机构，移动内卷针32与移动外卷针31相背离即分针时伸缩机构拉伸(合针时的运动状态)，移动内卷针32与移动外卷针31相靠近时伸缩机构压缩(开针时的运动状态)，进而保证伸缩机构不阻碍合针和开针的进行。安装座1处的外部驱动机构(现有机构，背景技术已记载，在此不多做赘述)驱动移动内卷针32和移动外卷针31后端靠近或背离固定卷针组件2移动时，相较于传统的移动内外针相互独立而言，可伸缩的伸缩机构加强了移动内卷针32和移动外卷针31之间的连接，使移动内卷针32和移动外卷针31不会因各自过长而出现倾斜的状态，保证了合针与开针。

另外，合针时，安装座1处的外部驱动机构使移动内卷针32向固定卷针组件2移动夹持住隔膜并将移动内卷针32保持在该位置，同时外部驱动机构将移动外卷针31向着远离固定卷针组件2的位置移动至某一位置，并将移动外卷针31保持在合针时的该位置，通过移动内卷针32和移动外卷针31之间的伸缩机构，使保持在合针状态下确定位置的移动内卷针32和移动外卷针31能够通过伸缩机构传递力，将隔膜卷绕在合针状态下的卷针机构外周后，移动外卷针31受到卷绕的隔膜的反作用力能够通过伸缩机构传递给移动内卷针32(这是由于在前述外部驱动机构的限制作用下，移动外卷针31和移动内卷针32的后端不再移动，又由于伸缩机构设置在安装座1前方的移动外卷针31和移动内卷针32之间，伸缩机构会限定移动内卷针32和移动外卷针31处于平行的状态，因此移动内卷针32和移动外卷针31后端不移动的情况下，移动外卷针31和移动内卷针32的其它部位也不会被卷绕后隔膜的反作用力驱动移动或倾斜，伸缩机构也不会被这个反作用力驱动压缩，最终这个隔膜的反作用力通过伸缩机构传递至移动内卷针32上)，合针状态下，由于伸缩机构能够将卷绕隔膜给予移动外卷针31的反作用力传递至移动内卷针32，至少可以保证移动内卷针32在伸缩机构处的位置与固定卷针组件2之间对隔膜的夹持力，解决靠近安装座1处的加持力大，远离安装座1处的夹持力小，夹持不均匀的问题。

可选地，参见附图3和附图4，所述移动外卷针31和所述移动内卷针32相对的一侧壁均开设有凹槽5，所述伸缩机构适于至少部分设置于所述凹槽5中。

这里，结合附图3和附图4，设置于凹槽5中的伸缩机构不会阻碍移动外卷针31和移动内卷针32的相对靠近，具体地，移动内卷针32和移动外卷针31贴合时，也就是开针状态时，伸缩机构完全收缩，完全处于凹槽5中，即凹槽5可以完全收纳处于收缩至一定程度的伸缩机构，这样，移动内卷针32和移动外卷针31可以相互靠近至完全贴合，移动内卷针32和移动外卷针31处于合针状态时，也就是移动内卷针32和移动外卷针31相距最远时，伸缩机构部分处于凹槽5中，增加整体的集成度。

可选地，参见附图3和附图4，多个所述凹槽5沿所述移动内卷针32和所述移动外卷针31的长度方向分布，所述移动外卷针31的一个所述凹槽5和对应所述移动内卷针32的一个所述凹槽5适于相配合设置一个所述伸缩机构。

这里，结合附图3和附图4，沿移动内卷针32和移动外卷针31的长度方向(X轴正向)分布多个凹槽5便于设置有多个伸缩机构，多个凹槽5的布置可以为等距布置或者不等距布置，进一步增强移动内卷针32和移动外卷针31之间的连接力使夹持隔膜稳定，移动外卷针31的一个凹槽5和对应移动内卷针32的一个凹槽5中设置有一个伸缩机构便于连接结构的伸缩。

另外，合针后，正如前述所言，由于在前述外部驱动机构的限制作用下，移动外卷针31和移动内卷针32的后端不再移动，又由于伸缩机构设置在安装座1前方的移动外卷针31和移动内卷针32之间，伸缩机构会限定移动内卷针32和移动外卷针31处于平行的状态，因此移动内卷针32和移动外卷针31后端不移动的情况下，移动外卷针31和移动内卷针32的其它部位也不会被卷绕后隔膜的反作用力驱动移动或倾斜，伸缩机构也不会被这个反作用力驱动压缩，最终这个隔膜的反作用力通过伸缩机构传递至移动内卷针32上。将隔膜卷绕在合针状态下的卷针机构外周后，移动外卷针31受到的卷绕的隔膜的反作用力能够通过多个伸缩机构传递给移动内卷针32对应位置处，保证在沿移动内卷针32长度方向上，对隔膜的加持力更均匀。(感觉此处的原理不太明确)

可选地，参见附图3，所述伸缩机构为连杆机构4，所述连杆机构包括四个连杆41，四个所述连杆41首尾依次通过转轴42铰接形成平行四边形结构，呈对角设置的两个转轴42分别安装在所述移动内卷针32和所述移动外卷针31的所述凹槽5中。

这里，结合附图3，由于分别安装在移动内卷针32和移动外卷针31的所述凹槽5中的两个转轴42可随凹槽5相对靠近或远离，且四个连杆41首尾依次通过转轴42铰接形成平行四边形结构，因此移动内卷针32和移动外卷针31相对靠近时，连杆机构4逐渐被压缩在凹槽5内，凹槽5的存在保证移动内卷针32和移动外卷针31能够贴合，增加整体集成度。

可选地，参见附图4，所述伸缩机构为连杆机构4，所述连杆机构包括滑杆43和两个连杆41，两个所述连杆41的一端通过转轴42铰接，两个所述连杆41的另一端滑动连接于所述滑杆43上，所述转轴42和所述滑杆43分别安装于所述移动内卷针32和所述移动外卷针31的所述凹槽5中。

这里，结合附图4，转轴42和滑杆43可分别随凹槽5相对运动，在移动内卷针32和移动外卷针31相对远离时，两个连杆41通过转轴42和滑杆43之间的相对运动被拉动，增强移动内卷针32和移动外卷针31之间的连接力，移动内卷针32和移动外卷针31相对靠近时，与滑杆43滑动连接的两个连杆41被压缩于凹槽5中，对移动内卷针32和移动外卷针31稳定支撑。

可选地，所述伸缩机构还包括弹性件，所述弹性件的两端分别与所述移动外卷针31的一个所述凹槽5和对应所述移动内卷针32的一个所述凹槽5连接。弹性件的两端具体是可以安装在对应所述凹槽5的槽底。

这里，弹性件比如为弹簧，弹簧为压缩状态，在移动外卷针31与移动内卷针32相对远离时弹簧给予移动内卷针32向着固定内卷针22移动的弹力，如此，使两个内卷针(固定内卷针和移动内卷针)之间夹紧力更强，在移动外卷针31与移动内卷针32相对靠近时，弹簧被压缩辅助连杆机构支撑移动外卷针31与移动内卷针32。

可选地，参见图2，所述固定卷针组件2包括固定内卷针22、固定外卷针21和固定附片23，所述移动卷针组件3还包括移动附片33，在背离所述移动卷针组件3的方向上，所述固定内卷针22、所述固定外卷针21和所述固定附片23依次连接，所述移动附片33设置于所述移动外卷针31远离所述移动内卷针32的一侧。

这里，结合附图2，移动附片33设置于移动外卷针31远离移动内卷针32的一侧以及固定附片23设置于固定外卷针21远离固定内卷针22的一侧，便于隔膜卷绕，且由于移动附片33与移动外卷针31连接使绕卷时隔膜的形状可以改变，为了减少隔膜卷绕时的磨损，在移动附片33和固定附片23表面涂有铁氟龙材料防止隔膜损坏。

可选地，参见图2，所述移动外卷针31和所述移动附片33之间设置有垫片6，所述固定外卷针21和所述固定附片23之间也设置有垫片6。

这里，结合附图2，设置垫片6可以根据实际调整卷针的宽度改变隔膜卷绕的厚度，进而小幅度改变卷绕隔膜的形状。

可选地，参见图5，所述卷针机构还包括卷针连接头7，所述卷针连接头7依次开设有第一插槽71、第二插槽72、第三插槽73和第四插槽74，所述第四插槽74和所述第三插槽73分别供所述固定外卷针21和所述固定内卷针22插入，所述第一插槽71的内壁包括第一倾斜壁711和第一水平壁712，所述第二插槽72包括第二倾斜壁721和第二水平壁722，所述移动外卷针31远离所述安装座1的一端适于沿所述第一倾斜壁711移动并支撑在所述第一水平壁712处，所述移动内卷针32远离所述安装座1的一端适于沿所述第二倾斜壁721移动并支撑在所述第二水平壁722处。

这里，结合附图5，卷针连接头7为从动机构可随固定卷针组件2与移动卷针组件3同步转动，在合针时，移动外卷针31远离安装座1的一端沿着第一倾斜壁711移动直至由第一水平壁712支撑，同时移动内卷针32远离安装座1的一端沿第二倾斜壁721移动直至由第二水平壁722支撑，此时卷针连接头7对移动外卷针31及移动内卷针32连接支撑，又由于卷针连接头7具有第一倾斜壁711和第二倾斜壁721，斜壁形状其一便于移动外卷针31与移动内卷针32相对远离，从而辅助增加移动外卷针31与移动内卷针32之间的连接力，其二便于移动外卷针31及移动内卷针32沿X轴负向运动。其中，卷针连接头7还可以轴向水平移动便于调整移动外卷针31及移动内卷针32轴向移动时的对齐角度。

另外，本实用新型还提供一种锂电池电芯卷绕设备，包括如前所述的卷针机构。

由于本实用新型的锂电池电芯卷绕设备的技术改进和取得的技术效果与所述卷针机构装置一样，因此不再对所述锂电池电芯卷绕设备进行说明。

术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”和“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

虽然本实用新型公开披露如上，但本实用新型公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本实用新型公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种卷针机构，其特征在于，包括安装座(1)、固定卷针组件(2)、移动卷针组件(3)和伸缩机构，所述固定卷针组件(2)的一端安装于所述安装座(1)中，所述移动卷针组件(3)的一端安装于所述安装座(1)中，所述移动卷针组件(3)包括移动内卷针(32)和移动外卷针(31)，所述移动内卷针(32)和所述移动外卷针(31)均适于靠近或背离所述固定卷针组件(2)，所述伸缩机构设置于所述移动内卷针(32)和所述移动外卷针(31)之间，所述伸缩机构的一端与所述移动内卷针(32)连接，所述伸缩机构的另一端与所述移动外卷针(31)连接。

2.根据权利要求1所述的卷针机构，其特征在于，所述移动外卷针(31)和所述移动内卷针(32)相对的一侧壁均开设有凹槽(5)，所述伸缩机构适于至少部分设置于所述凹槽(5)中。

3.根据权利要求2所述的卷针机构，其特征在于，多个所述凹槽(5)沿所述移动内卷针(32)和所述移动外卷针(31)的长度方向分布，所述移动外卷针(31)的一个所述凹槽(5)和对应所述移动内卷针(32)的一个所述凹槽(5)适于相配合设置一个所述伸缩机构。

4.根据权利要求2所述的卷针机构，其特征在于，所述伸缩机构为连杆机构(4)，所述连杆机构包括四个连杆(41)，四个所述连杆(41)首尾依次通过转轴(42)铰接形成平行四边形结构，呈对角设置的两个所述转轴(42)分别安装在所述移动内卷针(32)和所述移动外卷针(31)的所述凹槽(5)中。

5.根据权利要求2所述的卷针机构，其特征在于，所述伸缩机构为连杆机构(4)，所述连杆机构包括滑杆(43)和两个连杆(41)，两个所述连杆(41)的一端通过转轴(42)铰接，两个所述连杆(41)的另一端滑动连接于所述滑杆(43)上，所述转轴(42)和所述滑杆(43)分别安装于所述移动内卷针(32)和所述移动外卷针(31)的所述凹槽(5)中。

6.根据权利要求4或5所述的卷针机构，其特征在于，所述伸缩机构还包括弹性件，所述弹性件的两端分别与所述移动外卷针(31)的一个所述凹槽(5)和对应所述移动内卷针(32)的一个所述凹槽(5)连接。

7.根据权利要求1所述的卷针机构，其特征在于，所述固定卷针组件(2)包括固定内卷针(22)、固定外卷针(21)和固定附片(23)，所述移动卷针组件(3)还包括移动附片(33)，在背离所述移动卷针组件(3)的方向上，所述固定内卷针(22)、所述固定外卷针(21)和所述固定附片(23)依次连接，所述移动附片(33)设置于所述移动外卷针(31)远离所述移动内卷针(32)的一侧。

8.根据权利要求7所述的卷针机构，其特征在于，还包括垫片(6)，所述移动外卷针(31)和所述移动附片(33)之间设置有所述垫片(6)，所述固定外卷针(21)和所述固定附片(23)之间设置有所述垫片(6)。

9.根据权利要求7所述的卷针机构，其特征在于，还包括卷针连接头(7)，所述卷针连接头(7)依次开设有第一插槽(71)、第二插槽(72)、第三插槽(73)和第四插槽(74)，所述第四插槽(74)和所述第三插槽(73)分别供所述固定外卷针(21)和所述固定内卷针(22)插入，所述第一插槽(71)的内壁包括第一倾斜壁(711)和第一水平壁(712)，所述第二插槽(72)包括第二倾斜壁(721)和第二水平壁(722)，所述移动外卷针(31)远离所述安装座(1)的一端适于沿所述第一倾斜壁(711)移动并支撑在所述第一水平壁(712)处，所述移动内卷针(32)远离所述安装座(1)的一端适于沿所述第二倾斜壁(721)移动并支撑在所述第二水平壁(722)处。

10.一种锂电池电芯卷绕设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的卷针机构。

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