CN216979248U - 一种锂电池极片蛇形弯检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种锂电池极片蛇形弯检测装置，包括底座、测量台、第一夹持机构和拉伸机构；测量台设置在底座上；测量台沿着水平方向延伸；测量台远离地面的端面设置有水平贯通的限位槽；第一夹持机构设置在测量台水平长度延伸方向的一端，且第一夹持机构与底座固定设置；拉伸机构设置在测量台水平长度延伸方向的另一端，拉伸机构具有一可伸缩的活动部；待测的电池极片一端固定设置在第一夹持机构上，待测的电池极片的另一端依次穿过限位槽并固定设置在活动部上；拉伸机构的活动部带动待测的电池极片的端部朝着远离测量台的方向移动，使待测的电池极片处于固定、张紧状态并紧贴在限位槽的表面上。

Description

一种锂电池极片蛇形弯检测装置

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池制造过程检测设备技术领域，尤其涉及一种锂电池极片蛇形弯检测装置。

背景技术

锂电池极片的制造一般是将浆料按照一定极片面密度均匀地涂覆在铜或铝集流体的两面，经烘烤去除浆料中的溶剂得到极片，然后将成卷的极片经过辊压机连续辊压至工艺要求厚度，再分条与极耳成型；而在此制片过程中，尤其是在辊压后极片的涂膜区与留白极耳区的延展性可能会出现差异，便会产生极片的蛇形弯现象，造成后续卷绕极片的包覆不良，因此，电池生产厂家需要对极片蛇形弯的程度进行检测。

但是，目前还缺乏相应的蛇形弯专用检测工具，不能及时有效的对极片的蛇形弯程度进行检测，而且现有工具检测繁琐，操作不便。综上所述，提供一种使用方便的锂电池极片蛇形弯检测装置，是很有必要的。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种使用方便、检测工序简便的锂电池极片蛇形弯检测装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种锂电池极片蛇形弯检测装置，包括底座(1)、测量台(2)、第一夹持机构(3)、拉伸机构(4)和张力调节单元(5)；

测量台(2)设置在底座(1)上；测量台(2)沿着水平方向延伸；测量台(2)远离地面的端面设置有水平贯通的限位槽(100)；

第一夹持机构(3)设置在测量台(2)水平长度延伸方向的一端，且第一夹持机构(3)与底座(1)固定设置；

拉伸机构(4)设置在测量台(2)水平长度延伸方向的另一端，拉伸机构(4)具有一可伸缩的活动部(200)；

张力调节单元(5)设置在测量台(2)与拉伸机构(4)的活动部(200)之间；

待测的电池极片(300)一端固定设置在第一夹持机构(3)上，待测的电池极片(300)的另一端依次穿过限位槽(100)和张力调节单元(5)并固定设置在活动部(200)上；

拉伸机构(4)的活动部(200)带动待测的电池极片(300)的端部朝着远离测量台(2)的方向移动，使待测的电池极片(300)处于固定、张紧状态并紧贴在限位槽(100)的表面上。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述张力调节单元(5)包括支座(51)、张力辊(52)和成对设置的导向辊(53)，支座(51)设置在测量台(2)与拉伸机构(4)之间并与底座(1)固定连接，支座(51)远离地面的一端设置有张力辊(52)，张力辊(52)与支座(51)转动连接；支座(51)宽度延伸方向的两侧分别设置有导向辊(53)，各导向辊(53)均与底座(1)转动连接；待测的电池极片(300)远离测量台(2)的一端依次经过导向辊(53)或者张力辊(52)的表面并与活动部(200)固定连接；所述张力辊(52)的高度可调节。

优选的，所述支座(51)水平延伸方向的两端分别设置有第一盲孔(511)，张力辊(52)轴向延伸方向的两端分别伸入两第一盲孔(511)内并与支座(51)铰连接；支座(51)的两端分别设置有与第一盲孔(511)连通的第一通孔(512)和第二盲孔(513)；第一通孔(512)与第二盲孔(513)同轴且相对设置；第一通孔(512)内设置有压杆(514)；第二盲孔(513)内设置有顶杆(515)和弹性复位件(516)，弹性复位件(516)的端部分别与顶杆(515)和第二盲孔(513)的表面固定连接；压杆(514)穿过第一通孔(512)抵持在第一盲孔(511)内的张力辊(52)的表面，顶杆(515)穿过第二盲孔(513)抵持在第一盲孔(511)内的张力辊(52)的表面；压杆(514)与第一通孔(512)螺纹连接。

优选的，所述导向辊(53)在竖直方向的高度不超过张力辊(52)在竖直方向的高度。

优选的，所述拉伸机构(4)包括电机(41)和若干丝杠轴(42)，电机(41)的与丝杠轴(42)的一端固定连接，丝杠轴(42)的另一端朝着支座(51)所在方向水平延伸并与支座(51)铰连接；各丝杠轴(42)还贯穿活动部(200)，活动部(200)与各丝杠轴(42)啮合设置，电机(41)驱动活动部(200)沿着丝杠轴(42)的轴向延伸方向运动。

进一步优选的，第一夹持机构(3)或者活动部(200)均由相对设置的两夹板组合而成；两夹板可拆卸设置；第一夹持机构(3)靠近地面一侧的夹板与底座(1)固定连接，活动部(200)靠近地面一侧的夹板与各丝杠轴(42)啮合设置。

更进一步优选的，所述支座(51)内还设置有张力检测机构(6)和MCU；张力检测机构(6)包括线性霍尔传感器U1和模数转换单元U3；线性霍尔传感器U1的引脚1与+5V电源电性连接，线性霍尔传感器U1的引脚3与模数转换单元U3的一个输入通道电性连接，模数转换单元U3的引脚2接地；模数转换单元U3的引脚1、引脚13、引脚14、引脚15、引脚16、引脚17、引脚18、引脚19、引脚20、引脚22和引脚23分别与MCU的不同的通用输入输出端口电性连接；MCU的引脚11和引脚24与+5V电源电性连接，MCU的引脚10接地。

再进一步优选的，还包括电机驱动电路(7)，电机驱动电路(7)包括电机驱动芯片U2和若干二极管，电机驱动芯片U2的引脚5、引脚7、引脚10和引脚12分别与MCU的不同的通用输入输出端口电性连接；电机驱动芯片U2的引脚6、引脚9与引脚11分别与+5V电源电性连接；电机驱动芯片U2的引脚1、引脚8和引脚15分别接地；电机驱动芯片U2的引脚2分别与二极管D1的正极、二极管D2的负极和电机(41)线圈A的一端电性连接；电机驱动芯片U2的引脚3分别与二极管D3的正极、二极管D4的负极和电机(41)线圈A的另一端电性连接，电机驱动芯片U2的引脚13分别与二极管D5的正极、二极管D6的负极和电机(41)线圈B的一端电性连接；电机驱动芯片U2的引脚14分别与二极管D7的正极、二极管D8的负极和电机(41)线圈B的另一端电性连接；二极管D1、D3、D5和D7的负极以及电机驱动芯片U2的引脚4均与+12V电源电性连接；二极管D2、D4、D6和D8的正极均接地。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括盖板(8)，盖板(8)盖合在所述测量台(2)开设限位槽(100)的端面上，所述限位槽(100)边缘位置或者盖板(8)位于限位槽(100)上方的区域设置有网格状的刻度线；盖板(8)由透明材料制成。

本实用新型提供的一种锂电池极片蛇形弯检测装置，相对于现有技术，具有以下有益效果：

(1)本方案通过第一夹持机构与拉伸机构拉紧待测的电池极片的两端，并进一步通过张力调节单元调节待测的电池极片的张力达到预设值，进一步有检测人员根据待测的电池极片边缘偏离限位槽边缘的情况判断蛇形弯的严重程度；

(2)张力调节单元的支座两端的压杆可以调节张力辊两端的平衡度，并能调节张力辊的实际高度达到待测的电池极片的张力的效果；

(3)通过进一步设置张力检测机构和电机驱动电路，更好的联动张力调节与拉伸机构的动作状态。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种锂电池极片蛇形弯检测装置的立体图；

图2为本实用新型一种锂电池极片蛇形弯检测装置的半剖前视图；

图3为本实用新型一种锂电池极片蛇形弯检测装置的支座和张力辊的组合状态的半剖左视图；

图4为本实用新型一种锂电池极片蛇形弯检测装置的测量台及其盖板的爆炸状态立体图；

图5为本实用新型一种锂电池极片蛇形弯检测装置的张力检测机构的电路接线图；

图6为本实用新型一种锂电池极片蛇形弯检测装置的电机驱动电路的接线图。

附图标记说明：1、底座；2、测量台；3、第一夹持机构；4、拉伸机构；5、张力调节单元；6、张力检测机构；7、电机驱动电路；8、盖板；100、限位槽；200、活动部；300、待测的电池极片；41、电机；42、丝杠轴；51、支座；52、张力辊；53、导向辊；511、第一盲孔；512、第一通孔；513、第二盲孔；514、压杆；515、顶杆；516、弹性复位件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1—2所示，本实用新型提供了一种锂电池极片蛇形弯检测装置，包括底座1、测量台2、第一夹持机构3、拉伸机构4和张力调节单元5等；

测量台2设置在底座1上；测量台2沿着水平方向延伸；测量台2远离地面的端面设置有水平贯通的限位槽100；限位槽100用于限定待测的电池极片300的位置，以便判断待测的电池极片300的边缘形状与限位槽100的差别。

第一夹持机构3设置在测量台2水平长度延伸方向的一端，且第一夹持机构3与底座2固定设置；第一夹持机构3用于固定待测的电池极片300的一端。

拉伸机构4设置在测量台2水平长度延伸方向的另一端，拉伸机构4具有一可伸缩的活动部200；拉伸机构4用于拉伸待测的电池极片300的另一端。

张力调节单元5设置在测量台2与拉伸机构4的活动部200之间；张力调节单元5可以进一步调节待测的电池极片300的受力状态。

由以上内容可知，从生产的极片中割取待测的电池极片300，将其一端固定设置在第一夹持机构3上，待测的电池极片300的另一端依次穿过限位槽100和张力调节单元5并固定设置在活动部200上；由拉伸机构4的活动部200缓慢带动待测的电池极片300的端部朝着远离测量台2的方向移动，使待测的电池极片300处于固定、张紧状态并紧贴在限位槽100的表面上。这种情形下，待测的电池极片300与限位槽100贴合紧密，从竖直方向上观察待测的电池极片300的边缘形状与限位槽100边缘的间隙，可以判断蛇形弯的严重程度。

如图1结合图2所示，本方案的张力调节单元5可以采用如下的一种结构；张力调节单元5包括支座51、张力辊52和成对设置的导向辊53，支座51设置在测量台2与拉伸机构4之间并与底座1固定连接，支座51远离地面的一端设置有张力辊52，张力辊52与支座51转动连接；支座51宽度延伸方向的两侧分别设置有导向辊53，各导向辊53均与底座1转动连接；待测的电池极片300远离测量台2的一端依次经过导向辊53或者张力辊52的表面并与活动部200固定连接；张力辊52的高度可调节。图示的导向辊53的位置不可调节，仅可调节张力辊52的高度，从而实现对待测的电池极片300的张力调节。即改变张力辊52的高度的实际高度改变张力。当然，也可以采用调节两侧的导向辊53的高度实现张力调节，在此不再赘述。

如图3所示，支座51水平延伸方向的两端分别设置有第一盲孔511，张力辊52轴向延伸方向的两端分别伸入两第一盲孔511内并与支座51铰连接；支座51的两端分别设置有与第一盲孔511连通的第一通孔512和第二盲孔513；第一通孔512与第二盲孔513同轴且相对设置；第一通孔512内设置有压杆514；第二盲孔513内设置有顶杆515和弹性复位件516，弹性复位件516的端部分别与顶杆515和第二盲孔513的表面固定连接；压杆514穿过第一通孔512抵持在第一盲孔511内的张力辊52的表面，顶杆515穿过第二盲孔513抵持在第一盲孔511内的张力辊52的表面；压杆514与第一通孔512螺纹连接。调节张力辊52一端或者两端高度的方法为，旋合压杆514在第一通孔512内的深度，使其伸入第一盲孔511内并挤压张力辊52，使弹性复位件516压缩，顶杆515向第二盲孔513内移动；反之，旋合压杆514在第一通孔512内的深度，使其不伸入第一盲孔内抵持张力辊52的表面，此时在弹性复位件516的弹力作用下，顶杆515伸出并顶起张力辊52的一端。分别对张力辊52两端的压杆514进行上述操作，这样可以更好的调节张力辊52两端的平衡度或者张力辊52的实际高度，实现张力调节的效果。弹性复位件516可以采用拉簧实现。

作为本实用新型的一种优选方式，导向辊53在竖直方向的高度不超过张力辊52在竖直方向的高度。导向辊53与张力辊52的中心轴之间呈夹角设置。这种结构便于后续的张力检测机构6检测张力。

拉伸机构4包括电机41和若干丝杠轴42，电机41的与丝杠轴42的一端固定连接，丝杠轴42的另一端朝着支座51所在方向水平延伸并与支座51铰连接；各丝杠轴42还贯穿活动部200，活动部200与各丝杠轴42啮合设置，电机41驱动活动部200沿着丝杠轴42的轴向延伸方向运动。电机41可以采用两相步进电机，步进电机通过多个丝杠轴42同步驱动活动部200稳定的水平运动，拉紧待测的电池极片300。

图2所示的第一夹持机构3或者活动部200均由相对设置的两夹板组合而成；两夹板可拆卸设置；第一夹持机构3靠近地面一侧的夹板与底座1固定连接，活动部200靠近地面一侧的夹板与各丝杠轴42啮合设置。即活动部200与各丝杠轴42之间形成涡轮蜗杆机构，将旋转运动转换为活动部200的水平运动。

为了更好的测量待测的电池极片300的张力，可进一步设置张力检测环节。具体的，如图3结合图5所示，支座51内还设置有张力检测机构6和MCU；张力检测机构6包括线性霍尔传感器U1和模数转换单元U3；线性霍尔传感器U1的引脚1与+5V电源电性连接，线性霍尔传感器U1的引脚3与模数转换单元U3的一个输入通道电性连接，模数转换单元U3的引脚2接地；模数转换单元U3的引脚1、引脚13、引脚14、引脚15、引脚16、引脚17、引脚18、引脚19、引脚20、引脚22和引脚23分别与MCU的不同的通用输入输出端口电性连接；MCU的引脚11和引脚24与+5V电源电性连接，MCU的引脚10接地。线性霍尔传感器U1检测到张力变化后输出电压信号至模数转换单元U3的输入通道中，由模数转换单元U3进行模数转换后，输出数字信号至MCU中。导向辊53与张力辊52的中心轴之间呈夹角设置，可以提高测量的精度。

如图3结合图6所示，为了更好的配合张力检测环节，实现拉力稳定。本实用新型还包括电机驱动电路7，电机驱动电路7包括电机驱动芯片U2和若干二极管，电机驱动芯片U2的引脚5、引脚7、引脚10和引脚12分别与MCU的不同的通用输入输出端口电性连接；电机驱动芯片U2的引脚6、引脚9与引脚11分别与+5V电源电性连接；电机驱动芯片U2的引脚1、引脚8和引脚15分别接地；电机驱动芯片U2的引脚2分别与二极管D1的正极、二极管D2的负极和电机41线圈A的一端电性连接；电机驱动芯片U2的引脚3分别与二极管D3的正极、二极管D4的负极和电机41线圈A的另一端电性连接，电机驱动芯片U2的引脚13分别与二极管D5的正极、二极管D6的负极和电机41线圈B的一端电性连接；电机驱动芯片U2的引脚14分别与二极管D7的正极、二极管D8的负极和电机41线圈B的另一端电性连接；二极管D1、D3、D5和D7的负极以及电机驱动芯片U2的引脚4均与+12V电源电性连接；二极管D2、D4、D6和D8的正极均接地。如前所示，电机41采用两相步进电机M，其具有两个线圈A和B，该电机41具有正反转功能，MCU的不同的通用输入输出端口输出相序不同的脉冲信号，进一步由电机驱动芯片U2放大后，由一对二极管组成限幅电路送入各线圈的端部，实现对电机41的相序和旋转方向控制。

如图4所示，为了更好的观察待测的电池极片300的蛇形弯情况，本实用新型还包括盖板8，盖板8盖合在测量台2开设限位槽100的端面上，所述限位槽100边缘位置或者盖板8位于限位槽100上方的区域设置有网格状的刻度线；盖板8由透明材料制成。盖板8不会压紧待测的电池极片300，只是便于观察。盖板8可采用有机玻璃或者亚克力材料制成。

本方案的工作方法：预先调好张力辊52两端的平衡度；调平后在将待测的电池极片300的一端固定在第一夹持机构3上，待测的电池极片300的另一端依次经过测量台2、一导向辊、张力辊52和另一个导向辊53，最后固定设置在活动部200上，由拉伸机构4匀速的拉动待测的电池极片300；根据当前张力检测机构6获取的张力情况，选择性的同步调节支座51两端的压杆514，使待测的电池极片300的张力达到设定值后，停止拉伸机构4的运动状态，保持当前位置不变。检测人员肉眼观察待测的电池极片300边缘与限位槽100或者盖板8上的刻度线的偏离情况，得到检测结果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种锂电池极片蛇形弯检测装置，其特征在于：包括底座(1)、测量台(2)、第一夹持机构(3)、拉伸机构(4)和张力调节单元(5)；

测量台(2)设置在底座(1)上；测量台(2)沿着水平方向延伸；测量台(2)远离地面的端面设置有水平贯通的限位槽(100)；

第一夹持机构(3)设置在测量台(2)水平长度延伸方向的一端，且第一夹持机构(3)与底座(1)固定设置；

拉伸机构(4)设置在测量台(2)水平长度延伸方向的另一端，拉伸机构(4)具有一可伸缩的活动部(200)；

张力调节单元(5)设置在测量台(2)与拉伸机构(4)的活动部(200)之间；

待测的电池极片(300)一端固定设置在第一夹持机构(3)上，待测的电池极片(300)的另一端依次穿过限位槽(100)和张力调节单元(5)并固定设置在活动部(200)上；

其中：拉伸机构(4)的活动部(200)带动待测的电池极片(300)的端部朝着远离测量台(2)的方向移动，张力调节单元(5)使待测的电池极片(300)处于张紧状态并紧贴在限位槽(100)的表面上。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池极片蛇形弯检测装置，其特征在于：所述张力调节单元(5)包括支座(51)、张力辊(52)和成对设置的导向辊(53)，支座(51)设置在测量台(2)与拉伸机构(4)之间并与底座(1)固定连接，支座(51)远离地面的一端设置有张力辊(52)，张力辊(52)与支座(51)转动连接；支座(51)宽度延伸方向的两侧分别设置有导向辊(53)，各导向辊(53)均与底座(1)转动连接；待测的电池极片(300)远离测量台(2)的一端依次经过导向辊(53)或者张力辊(52)的表面并与活动部(200)固定连接；所述张力辊(52)的高度可调节。

3.根据权利要求2所述的一种锂电池极片蛇形弯检测装置，其特征在于：所述支座(51)水平延伸方向的两端分别设置有第一盲孔(511)，张力辊(52)轴向延伸方向的两端分别伸入两第一盲孔(511)内并与支座(51)铰连接；支座(51)的两端分别设置有与第一盲孔(511)连通的第一通孔(512)和第二盲孔(513)；第一通孔(512)与第二盲孔(513)同轴且相对设置；第一通孔(512)内设置有压杆(514)；第二盲孔(513)内设置有顶杆(515)和弹性复位件(516)，弹性复位件(516)的端部分别与顶杆(515)和第二盲孔(513)的表面固定连接；压杆(514)穿过第一通孔(512)抵持在第一盲孔(511)内的张力辊(52)的表面，顶杆(515)穿过第二盲孔(513)抵持在第一盲孔(511)内的张力辊(52)的表面；压杆(514)与第一通孔(512)螺纹连接。

4.根据权利要求2所述的一种锂电池极片蛇形弯检测装置，其特征在于：所述导向辊(53)在竖直方向的高度不超过张力辊(52)在竖直方向的高度。

5.根据权利要求2所述的一种锂电池极片蛇形弯检测装置，其特征在于：所述拉伸机构(4)包括电机(41)和若干丝杠轴(42)，电机(41)的与丝杠轴(42)的一端固定连接，丝杠轴(42)的另一端朝着支座(51)所在方向水平延伸并与支座(51)铰连接；各丝杠轴(42)还贯穿活动部(200)，活动部(200)与各丝杠轴(42)啮合设置，电机(41)驱动活动部(200)沿着丝杠轴(42)的轴向延伸方向运动。

6.根据权利要求5所述的一种锂电池极片蛇形弯检测装置，其特征在于：第一夹持机构(3)或者活动部(200)均由相对设置的两夹板组合而成；两夹板可拆卸设置；第一夹持机构(3)靠近地面一侧的夹板与底座(1)固定连接，活动部(200)靠近地面一侧的夹板与各丝杠轴(42)啮合设置。

7.根据权利要求5所述的一种锂电池极片蛇形弯检测装置，其特征在于：所述支座(51)内还设置有张力检测机构(6)和MCU；张力检测机构(6)包括线性霍尔传感器U1和模数转换单元U3；线性霍尔传感器U1的引脚1与+5V电源电性连接，线性霍尔传感器U1的引脚3与模数转换单元U3的一个输入通道电性连接，模数转换单元U3的引脚2接地；模数转换单元U3的引脚1、引脚13、引脚14、引脚15、引脚16、引脚17、引脚18、引脚19、引脚20、引脚22和引脚23分别与MCU的不同的通用输入输出端口电性连接；MCU的引脚11和引脚24与+5V电源电性连接，MCU的引脚10接地。

8.根据权利要求7所述的一种锂电池极片蛇形弯检测装置，其特征在于：还包括电机驱动电路(7)，电机驱动电路(7)包括电机驱动芯片U2和若干二极管，电机驱动芯片U2的引脚5、引脚7、引脚10和引脚12分别与MCU的不同的通用输入输出端口电性连接；电机驱动芯片U2的引脚6、引脚9与引脚11分别与+5V电源电性连接；电机驱动芯片U2的引脚1、引脚8和引脚15分别接地；电机驱动芯片U2的引脚2分别与二极管D1的正极、二极管D2的负极和电机(41)线圈A的一端电性连接；电机驱动芯片U2的引脚3分别与二极管D3的正极、二极管D4的负极和电机(41)线圈A的另一端电性连接，电机驱动芯片U2的引脚13分别与二极管D5的正极、二极管D6的负极和电机(41)线圈B的一端电性连接；电机驱动芯片U2的引脚14分别与二极管D7的正极、二极管D8的负极和电机(41)线圈B的另一端电性连接；二极管D1、D3、D5和D7的负极以及电机驱动芯片U2的引脚4均与+12V电源电性连接；二极管D2、D4、D6和D8的正极均接地。

9.根据权利要求1所述的一种锂电池极片蛇形弯检测装置，其特征在于：还包括盖板(8)，盖板(8)盖合在所述测量台(2)开设限位槽(100)的端面上，所述限位槽(100)边缘位置或者盖板(8)位于限位槽(100)上方的区域设置有网格状的刻度线；盖板(8)由透明材料制成。

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