CN216903074U - 一种高速锂电池叠片设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速锂电池叠片设备，包括横梁、X轴磁性定子、X轴动子线圈模组、Y轴磁性定子、Y轴动子线圈模组和机械手安装座；X轴磁性定子安装于横梁的一侧面，X轴动子线圈模组与X轴磁性定子相配合，X轴磁性定子通电后可沿X轴运动，X轴动子线圈模组与横梁沿X轴滑动配合；Y轴磁性定子安装于横梁的另一侧面，Y轴动子线圈模组与Y轴磁性定子相配合，Y轴动子线圈模组通电后可沿Y轴运动；X轴磁性定子和Y轴磁性定子相互平行，Y轴磁性定子沿X轴的长度与X轴磁性定子沿X轴的长度一致；X轴动子线圈模组和Y轴动子线圈模组均与机械手安装座配合连接。将X轴驱动和Y轴驱动都安装在横梁上，减轻X轴驱动的负载，使驱动结构更轻巧，可提高机械手运动速度，进而提高生产效率。

Description

一种高速锂电池叠片设备

技术领域

本实用新型涉及多轴驱动技术领域，尤其涉及一种高速锂电池叠片设备。

背景技术

锂电池在日常生活中得到了广泛应用，锂电池由具有正极极片、隔膜和负极极片的电池组件构成。现有的大容量锂电池为层叠式结构，即将指定宽度和长度的正、负极片用隔膜隔开，按照正极片/隔膜/负极片的结构进行连续层叠。

在自动化生产时，以自动化叠片设备完成锂电池叠片操作。现有的自动化叠片设备为三轴驱动设备，即由可Z轴移动的龙门架机构、龙门架顶部的X轴驱动机构和安装于X轴驱动机构的Y轴驱动机构，龙门架顶部有X轴滑轨，X轴驱动机构可驱动机械手沿该X轴滑轨移动，X轴驱动机构有Y轴滑轨，Y轴驱动机构可驱动手沿Y轴滑轨移动。

可见，机械手在X轴方向运动时，X轴驱动机构需同时携带Y轴驱动机构即附属结构移动，导致驱动结构较为笨重，不仅增加了X轴驱动机构的负荷，还影响机械手在X轴的移动速度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种高速锂电池叠片设备，将X轴驱动和Y轴驱动都安装在横梁上，减轻X轴驱动的负载，使驱动结构更轻巧，可提高机械手运动速度，进而提高生产效率。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种高速锂电池叠片设备，包括横梁、X轴磁性定子、X轴动子线圈模组、Y轴磁性定子、Y轴动子线圈模组和机械手安装座；

所述X轴磁性定子的安装于横梁的一侧面，所述X轴动子线圈模组与所述X轴磁性定子相配合，所述X轴磁性定子通电后可沿X轴运动，所述X轴动子线圈模组与横梁沿X轴滑动配合；

所述Y轴磁性定子安装于所述横梁的另一侧面，所述Y轴动子线圈模组与所述Y轴磁性定子相配合，所述Y轴动子线圈模块通电后可沿Y轴运动；

所述X轴磁性定子和所述Y轴磁性定子相互平行，所述Y轴磁性定子沿X轴的长度与所述X轴磁性定子沿X轴的长度一致；

所述X轴动子线圈模组和所述Y轴动子线圈模组均与所述机械手安装座配合连接。

进一步的，所述X轴磁性定子和所述Y轴磁性定子均由多个磁片组成；

所述X轴磁性定子的多个磁片沿X轴排列于所述横梁的一侧面；

所述Y轴磁性定子的多个磁片以阵列方式安装于所述横向的另一侧面。

进一步的，所述横梁包括平行设置的第一梁板和第二梁板；

所述X轴磁性定子位于所述第一梁板背离第二梁板的一侧面；

所述Y轴磁性定子位于所述第一梁板靠近第二梁板的一侧面，或者所述Y轴磁性定子位于所述第二梁板靠近所述第一梁板的一侧面；所述第一梁板和第二梁板之间具有间隙，所述Y轴动子线圈模组位于所述间隙内，所述X轴动子线圈模组通过所述机械手安装座携带所述Y轴动子线圈模组在间隙内沿X轴运动；

所述X轴动子线圈模组与所述第一梁板沿X轴滑动配合。

进一步的，所述机械手安装座包括第一安装板和第二安装板，所述第一安装板和第二安装板沿Y轴滑动配合；

所述第一安装板与所述X轴动子线圈模组连接，所述第二安装板与所述Y轴动子线圈模组连接；

所述第二安装板用于安装机械手。

进一步的，所述第一安装板靠近第二安装板的一侧面安装有Y轴滑块，所述第二安装板靠近第一安装板一侧面安装有Y轴滑轨，所述Y轴滑块和所述Y轴滑轨滑动配合。

进一步的，所述第一安装板的底端设有限位片，所述第二安装板设有与所述限位片对应的抵块，所述抵块位于所述限位片的上方；

所述限位片和所述抵块相配合用于限定所述第二安装板下移的最低位置。

进一步的，所述机械手安装座设有弹性连接件；

所述弹性连接件的底端与第二安装板的底端连接，所述弹性连接件的顶端与所述第一安装板的上部连接。

进一步的，所述横梁的底部设有X轴磁尺,所述第一安装板设有X轴位置感应器，所述X轴位置感应器与所述X轴磁尺的位置相对应。

进一步的，所述第二安装板靠近第一安装板的一侧设有Y轴磁尺，所述第一安装板靠近所述第二安装板的一侧设有Y轴位置感应器，所述Y轴位置感应器与所述Y轴磁尺位置相对应。

本实用新型实施例的有益效果为：

1、X轴驱动间和Y轴驱动仅均采用直线电机，使X轴磁性定子和Y轴磁性定子均由横梁支撑，避免了X轴动子线圈模组全部携带Y轴驱动部件，减轻了X轴动子线圈模组的负载，使驱动结构更轻巧，可实现机械手在X轴的高速运动，进而提高生产效率。

2、将Y轴磁性定子的长度加长使其与X轴磁性定子的长度一致，无论机械手安装座移动至X轴磁性定子的任何位置，都能实现Y轴动子线圈模组对机械手安装座的Y轴驱动。而将X轴磁性定子和Y轴磁性定子分开设在横梁的两个侧面，能有效防止两种磁性定子之间的干扰。

3、第一梁板和第二梁板组成横梁，两条梁板之间的间隙是一条有恒定宽度和平直的槽，对Y轴动子线圈模组具有导向作用，第二梁板对Y轴动子线圈模组和Y轴磁性定子起保护作用。

附图说明

附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型其中一个实施例的高速锂电池叠片设备正面的示意图；

图2是图1所示高速锂电池叠片设备背面的示意图；

图3是图1所示高速锂电池叠片设备除去连接管线的示意图；

图4是图1所示高速锂电池叠片设备除去连接管线和第一安装板后的示意图；

附图中：1-横梁、13-安装槽、14-X轴滑块、15-X轴滑轨、2-X轴磁性定子、3-X轴动子线圈模组、4-Y轴磁性定子、5-Y轴动子线圈模组、6-机械手安装座、61-第一安装板、62-第二安装板、611-Y轴滑块、621-Y轴滑轨、612-限位片、622-抵块、63-弹性连接件、613-X轴磁尺、614-X轴位置感应器、623-Y轴磁尺、624-Y轴位置感应器。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合图1至图4，描述本实用新型实施例的一种高速锂电池叠片设备。

本实施例的一种高速锂电池叠片设备，包括横梁1、X轴磁性定子2、X轴动子线圈模组3、Y轴磁性定子4、Y轴动子线圈模组5和机械手安装座6；

X轴磁性定子2的安装于横梁1的一侧面，X轴动子线圈模组3与X轴磁性定子2相配合，X轴磁性定子2通电后可沿X轴运动，X轴动子线圈模组3与横梁1沿X轴滑动配合；

Y轴磁性定子4安装于横梁1的另一侧面，Y轴动子线圈模组5与Y轴磁性定子4相配合，Y轴动子线圈模组5通电后可沿Y轴运动；

X轴磁性定子2和Y轴磁性定子4相互平行，Y轴磁性定子4沿X轴的长度与X轴磁性定子2沿X轴的长度一致；

X轴动子线圈模组3和Y轴动子线圈模组5均与机械手安装座6配合连接。

本实用新型实施例的高速锂电池叠片设备中X轴驱动间和Y轴驱动仅均采用直线电机，使X轴磁性定子2和Y轴磁性定子4均由横梁1支撑，避免了X轴动子线圈模组3全部携带Y轴驱动部件，减轻了X轴动子线圈模组3的负载，使驱动结构更轻巧，可实现机械手在X轴的高速运动，进而提高生产效率。需要说明的是，X轴动子线圈模组3和Y轴动子线圈模组5均为线圈绕组模块。

另一方面，将Y轴磁性定子4的长度加长使其与X轴磁性定子2的长度一致，无论机械手安装座6移动至X轴磁性定子2的任何位置，都能实现Y轴动子线圈模组5对机械手安装座6的Y轴驱动。而将X轴磁性定子2和Y轴磁性定子4分开设在横梁1的两个侧面，能有效防止两种磁性定子之间的干扰。

优选的，X轴磁性定子2和Y轴磁性定子4均由多个磁片组成，更有利实现两轴定子长度一致，还能降低Y轴磁性定子4的安装难度。具体的，X轴磁性定子2的多个磁片沿X轴排列于横梁1的一侧面，即多个磁片为一排，横向安装在横梁1上；Y轴磁性定子4的多个磁片以阵列方式安装于横向的另一侧面，即多个磁片排列成多列和多排，排布于横梁1上，纵向排列的多个磁片实现Y轴磁性定子4对Y轴动子线圈模组5的驱动，横向排列的多个磁片使得Y轴动子线圈模组5在Y轴磁性定子4的长度范围内的任意位置都能被驱动，纵向排列的磁片数量与Y轴动子线圈模组5的驱动距离有关。

在其他实施方式中，Y轴磁性定子4还可由磁力棒组成。

优选的，横梁1开设有安装槽13，安装槽13的槽口位于横梁1的底面，Y轴磁性定子4安装于安装槽13的内壁，Y轴动子线圈模组5位于所述安装槽13内。

在另一实施方式中，横梁1包括平行设置的第一梁板和第二梁板。X轴磁性定子2位于第一梁板背离第二梁板的一侧面；Y轴磁性定子4位于第一梁板靠近第二梁板的一侧面，或者Y轴磁性定子4位于第二梁板靠近第一梁板的一侧面，优选的，Y轴磁性定子4位于第一梁板靠近第二梁板的一侧面，Y轴动子线圈模组5和Y轴磁性定子4能达到更稳定的配合效果。第一梁板和第二梁板之间具有间隙(相当于安装槽13)，Y轴动子线圈模组5位于间隙内，X轴动子线圈模组3通过机械手安装座6携带Y轴动子线圈模组5在间隙内沿X轴运动。该间隙是一条有恒定宽度和平直的槽，对Y轴动子线圈模组5具有导向作用。第二梁板对Y轴动子线圈模组5和Y轴磁性定子4起保护作用。

X轴动子线圈模组3与横梁1沿X轴滑动配合，具体的，横梁1的侧面固定有两条X轴滑轨15，X轴动子线圈模组3的上下两侧均连接有X轴滑块14，X轴滑块14和X轴滑轨15滑动配合，X轴滑轨15的长度与X轴磁性定子2的长度相对应。第一安装板61的上部与X轴滑块14固定连接。

为了将X轴驱动和Y轴驱动集成在机械手安装座6上，机械手安装座6包括第一安装板61和第二安装板62，第一安装板61和第二安装板62沿Y轴滑动配合；第一安装板61与X轴动子线圈模组3连接，第二安装板62与Y轴动子线圈模组5连接；第二安装板62用于安装机械手。由此，X轴动子线圈模组3可驱动第一安装板61移动，基于第一安装板61和第二安装板62的配合，当第一安装板61沿X轴移动时，可驱动第二安装板62和Y轴动子线圈模组5沿X轴移动。

优选的，第一安装板61靠近第二安装板62的一侧面安装有Y轴滑块611，第二安装板62靠近第一安装板61一侧面安装有Y轴滑轨621，Y轴滑块611和Y轴滑轨621滑动配合。以滑块和滑轨实现第一安装板61和第二安装板62的滑动配合有较高的精密度，也使得Y轴动子线圈模组5的运动更加平稳可靠。

为了对Y轴动子线圈模组5运动限位，进一步的，第一安装板61的底端设有限位片612，限位片612通过螺钉固定安装于第一安装板61，第二安装板62设有与限位片612对应的抵块622，抵块622通过螺钉固定安装于第二安装板62，抵块622位于限位片612的上方。限位片612和抵块622相配合用于限定第二安装板62下移的最低位置。当第二安装板62下移至最低位置时，抵块622的底部与限位片612的顶面相抵，阻止第二安装板62继续下移，提高驱动安全性。

为了提高设备的可靠性，机械手安装座6设有弹性连接件63；弹性连接件63的底端与第二安装板62的底端连接，弹性连接件63的顶端与第一安装板61的上部连接。该弹性连接件63起连接第一安装板61和第二安装板62的作用，由于第二安装板62用于连接机械手，具有较大的重量，通过弹性连接件63使第一安装板61对第二安装板62起携带作用，可降低Y轴动子线圈模组5的载重，且弹性连接件63还能对Y轴动子线圈模组5的移动起缓冲作用。

具体的，弹性连接件63为两个弹簧，分设于机械手安装座6沿X轴的左右两侧。第一安装板61和第二安装板62均设置有安装杆，当弹性连接件63为弹簧时，弹簧的两端钩在安装杆上，使得弹簧的安装快捷方便。

在其他实施方式中，弹性连接件63是其他具有纵向弹性的器件，如橡胶件、具有弹簧的弹性缓冲件。

为了实现对机械手的在X轴的定位，横梁1的底部设有X轴磁尺613,第一安装板61设有X轴位置感应器614，X轴位置感应器614与X轴磁尺613的位置相对应。X轴位置感应器614与X轴磁尺613相配合获得X轴动子线圈模组3的位子，进而通过控制X轴动子线圈模组3的线圈电流实现对X轴动子线圈模组3的定位。

为了实现对机械手在Y轴的定位，第二安装板62靠近第一安装板61的一侧设有Y轴磁尺623，第一安装板61靠近第二安装板62的一侧设有Y轴位置感应器624，Y轴位置感应器624与Y轴磁尺623位置相对应。Y轴位置感应器624通过L型板安装于第一安装板61，L型板的一端通过螺钉固定于第一安装板61，Y轴位置感应器624固定安装于L型板的另一端。Y轴位置感应器624与Y轴磁尺623相配合获得Y轴动子线圈模组5的位子，进而通过控制Y轴动子线圈模组5的线圈电流实现对Y轴动子线圈模组5的定位。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种高速锂电池叠片设备，其特征在于，包括横梁、X轴磁性定子、X轴动子线圈模组、Y轴磁性定子、Y轴动子线圈模组和机械手安装座；

所述X轴磁性定子安装于横梁的一侧面，所述X轴动子线圈模组与所述X轴磁性定子相配合，所述X轴磁性定子通电后可沿X轴运动，所述X轴动子线圈模组与横梁沿X轴滑动配合；

所述Y轴磁性定子安装于所述横梁的另一侧面，所述Y轴动子线圈模组与所述Y轴磁性定子相配合，所述Y轴动子线圈模组通电后可沿Y轴运动；

所述X轴磁性定子和所述Y轴磁性定子相互平行，所述Y轴磁性定子沿X轴的长度与所述X轴磁性定子沿X轴的长度一致；

所述X轴动子线圈模组和所述Y轴动子线圈模组均与所述机械手安装座配合连接。

2.根据权利要求1所述的高速锂电池叠片设备，其特征在于，所述X轴磁性定子和所述Y轴磁性定子均由多个磁片组成；

所述X轴磁性定子的多个磁片沿X轴排列于所述横梁的一侧面；

所述Y轴磁性定子的多个磁片以阵列方式安装于所述横梁的另一侧面。

3.根据权利要求1所述的高速锂电池叠片设备，其特征在于，所述横梁包括平行设置的第一梁板和第二梁板；

所述X轴磁性定子位于所述第一梁板背离第二梁板的一侧面；

所述Y轴磁性定子位于所述第一梁板靠近第二梁板的一侧面，或者所述Y轴磁性定子位于所述第二梁板靠近所述第一梁板的一侧面；

所述第一梁板和第二梁板之间具有间隙，所述Y轴动子线圈模组位于所述间隙内，所述X轴动子线圈模组通过所述机械手安装座携带所述Y轴动子线圈模组在间隙内沿X轴运动；

所述X轴动子线圈模组与所述第一梁板沿X轴滑动配合。

4.根据权利要求1所述的高速锂电池叠片设备，其特征在于，所述横梁开设有安装槽，所述安装槽的槽口位于所述横梁的底面，所述Y轴磁性定子安装于所述安装槽的内壁，所述Y轴动子线圈模组位于所述安装槽内。

5.根据权利要求1所述的高速锂电池叠片设备，其特征在于，所述机械手安装座包括第一安装板和第二安装板，所述第一安装板和第二安装板沿Y轴滑动配合；

所述第一安装板与所述X轴动子线圈模组连接，所述第二安装板与所述Y轴动子线圈模组连接；

所述第二安装板用于安装机械手。

6.根据权利要求5所述的高速锂电池叠片设备，其特征在于，所述第一安装板靠近第二安装板的一侧面安装有Y轴滑块，所述第二安装板靠近第一安装板一侧面安装有Y轴滑轨，所述Y轴滑块和所述Y轴滑轨滑动配合。

7.根据权利要求6所述的高速锂电池叠片设备，其特征在于，所述第一安装板的底端设有限位片，所述第二安装板设有与所述限位片对应的抵块，所述抵块位于所述限位片的上方；

所述限位片和所述抵块相配合用于限定所述第二安装板下移的最低位置。

8.根据权利要求5所述的高速锂电池叠片设备，其特征在于，所述机械手安装座设有弹性连接件；

所述弹性连接件的底端与第二安装板的底端连接，所述弹性连接件的顶端与所述第一安装板的上部连接。

9.根据权利要求5所述的高速锂电池叠片设备，其特征在于，所述横梁的底部设有X轴磁尺,所述第一安装板设有X轴位置感应器，所述X轴位置感应器与所述X轴磁尺的位置相对应。

10.根据权利要求5所述的高速锂电池叠片设备，其特征在于，所述第二安装板靠近第一安装板的一侧设有Y轴磁尺，所述第一安装板靠近所述第二安装板的一侧设有Y轴位置感应器，所述Y轴位置感应器与所述Y轴磁尺位置相对应。

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