CN217620842U - 一种切刀驱动装置及裁切设备 - Google Patents

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文志华
李克强
史云茹
张聪
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Abstract

本实用新型涉及锂电池制造技术领域，具体而言，涉及一种切刀驱动装置及裁切设备，用于驱动裁切设备中的切刀以裁切料带，包括：座体；滑动组件，包括滑动连接的滑轨和滑块，所述滑块与所述座体连接，所述滑块与所述座体相对于所述滑轨沿料带走料方向往复移动，其中，所述滑轨和滑块中的至少一个为非金属材料。通过设置材质为非金属材质的滑轨或滑块，使得上述连接方式形成的驱动装置在运行过程中金属材质的磨损相对较小，继而不会产生金属微粒，从而缓解了裁切驱动时掉落金属微粒造成电池安全隐患的问题。

Description

一种切刀驱动装置及裁切设备
技术领域
本实用新型涉及锂电池制造技术领域，具体而言，涉及一种切刀驱动装置及裁切设备。
背景技术
锂离子电池极片经过浆料涂敷，干燥和辊压之后，形成集流体及两面涂层的三层复合结构。然后根据电池设计结构和规格对极片进行裁切。一般地，对卷绕电池，极片根据设计宽度进行分条；对叠片电池，极片相应裁切成片。
目前因电池极片裁切的效率要求高，极片裁切装置也随之设计为追切机构，即，在不降低极片料带走料速度的情况下，使极片裁切装置中的切刀追随料带走料的方向移动，在与料带走料速度相同或相近的情况下对料带进行裁切，从而提升了裁切效率。但是在上述追切过程中，各机构之间存在各种相互作用力，例如摩擦力。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种切刀驱动装置及裁切设备，能够缓解切刀驱动装置的部件之间由于相互作用力导致掉落金属微粒造成电池安全隐患的问题。
第一方面，本实用新型提供了一种切刀驱动装置，用于驱动裁切设备中的切刀以裁切料带，包括：座体；滑动组件，包括滑动连接的滑轨和滑块，所述滑块与所述座体连接，所述滑块与所述座体相对于所述滑轨沿料带走料方向往复移动；其中，所述滑轨和滑块中的至少一个为非金属材料。
通过将组成滑动组件的滑轨或滑块之一使用非金属材质制造，使得上述连接方式形成的结构在运行过程中金属材质的磨损相对较小，继而不会产生金属微粒，从而缓解了裁切驱动时掉落金属微粒造成电池安全隐患的问题。
在一些实施例中，所述切刀驱动装置还包括：连接块，所述连接块与所述座体连接；切刀驱动杆，所述切刀驱动杆具有第一端和第二端，所述第一端与所述连接块连接，所述第二端与所述切刀连接；所述连接块与所述切刀驱动杆中的至少一个为非金属材质。
通过将连接块和切刀驱动杆之一使用非金属材质制造，使得上述连接方式形成的结构在运行过程中金属材质的磨损相对较小，继而不会产生金属微粒，从而缓解了裁切驱动时掉落金属微粒造成电池安全隐患的问题。
在一些实施例中，所述连接块上设有连接槽，用于容纳所述切刀驱动杆的第一端，所述连接槽与所述切刀驱动杆的第一端之间间隙配合。通过间隙配合的连接方式简化了连接块与切刀驱动杆的连接，提供了一定量的安装位置荣错度，进而方便安装。
在一些实施例中，所述间隙配合为所述切刀驱动杆的第一端的径向宽度小于所述连接槽的径向宽度。通过所述径向宽度差值的设定，使得切刀驱动杆的安装更换更加容易，允许了一定量的制造和安装误差。
在一些实施例中，所述连接槽和所述切刀驱动杆的第一端为T形。T型的连接槽和T型的第一端的结构简单，生产工序相对较少，同时拆装也方便，是一种便捷的连接方式。
在一些实施例中，所述的切刀驱动装置还包括裁切驱动组件，其中，所述滑动组件与所述裁切驱动组件连接，在所述裁切驱动组件的驱动下沿垂直于料带走料方向往复移动。通过滑动组件与裁切驱动组件连接，进而将用于裁切的驱动力传导至切刀，由于滑动组件中的滑轨与滑块之中至少一个为非金属材料，因此两者之间在产生相互作用力时，不会产生金属微粒，也进一步避免了安全隐患。
在一些实施例中，所述裁切驱动组件包括互相连接的裁切驱动电机和凸轮随动结构，所述凸轮随动结构与所述滑动组件连接。通过上述结构，能够将裁切驱动电机的旋转运动转换为垂直料带走料方向的往复移动，从而实现对料带的裁切。
在一些实施例中，所述切刀驱动装置还包括追随驱动组件，所述座体与所述追随驱动组件连接，在所述追随驱动组件的驱动下沿料带走料方向往复移动。其在追切进程中提供与料带走料方向一致的驱动力，以使切刀跟料带同步前进，而在追切进程完成后提供与料带走料方向相反的驱动力，带动切刀复位，从而实现在走料方向的往复移动。
在一些实施例中，所述座体包括相互连接的第一连接板和第二连接板；所述第一连接板还分别与所述滑块和所述连接块连接；所述第二连接板还与所述追随驱动组件连接。将座体设置为第一连接板和第二连接板两部分，可以更灵活的与其他部件配合安装。
第二方面，本申请提供了一种裁切设备，其包括上述实施例中的切刀驱动装置。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1为本申请一些实施例的切刀驱动装置的结构示意图；
图2为本申请一些实施例中驱动装置中活动转接部位置处的结构放大图；
图3为本申请一些实施例中驱动装置中连接块与切刀驱动杆示意图。
具体实施方式中的附图标号如下：
100-切刀驱动装置；
10-切刀驱动杆，11-切刀驱动杆的第一端；
20-追随驱动组件；
21-座体，21a-第一连接板，21b-第二连接板；
30-裁切驱动电机，31-凸轮随动装置；
40-连接块，41-连接槽；
50-滑动组件，51-直线导轨，52-滑轨，53-滑块；
60-机座，61-底板，62-立板。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
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。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“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；也可以是机械连接，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实施例中的具体含义。
目前，在极片裁切流程中，在裁切时需要料带停止或者降速，以保证裁切精度，造成了裁切效率的降低。为了提高电池极片的裁切效率，在不降低极片料带走料速度的情况下，使极片裁切装置中的切刀追随料带走料的方向移动，在与料带走料速度相同或相近的情况下对料带进行裁切。上述裁切方式也被称为追切，所述极片裁切设备被称为极片追切设备，但是现有的极片裁切设备具有以下缺点：
裁切过程中，一方面，切刀要沿料带走料方向往复移动，以追随极片料带的的移动；另一方面，切刀还要沿垂直于料带走料方向往复移动，以将极片料带裁切成片。上述两个方向的移动，由于存在摩擦力，如果互相摩擦的两个部件均为金属材质，则会在摩擦力的作用下产生一定量的金属微粒，金属微粒掉落到极片上会直接污染极片，造成电池内部短路，引起自放电甚至热失控，进而造成电池安全隐患。
为解决上述问题，如图1-3所示，本申请实施例提出了一种用于驱动切刀追切料带的切刀驱动装置100，用于驱动裁切设备中的切刀以裁切料带，所述切刀驱动装置包括座体21、滑动组件50，所述滑动组件50包括滑动连接的滑轨52和滑块53，所述滑块53与所述座体21连接，所述滑块53与所述座体21相对于所述滑轨52沿料带走料方向往复移动，其中，所述滑轨53和滑块52中的至少一个为非金属材料。
在生产过程中，极片被缠绕成卷，所述极片也被称为料带。裁切时，所述料带被展开，并通过进料辊或出料辊的驱动被传输，其移动方向被称为料带走料方向。附图中未示出料带，为方便说明，以所述料带走料方向为X方向为例进行说明。座体21与追随驱动组件20连接，所述追随驱动组件20能够驱动座体21沿X方向，即料带走料方向往复移动。滑动组件50包括滑轨52和滑块53，所述滑轨52和滑块53的形状相互配合，以使得滑块53可以在滑轨52上沿X方向滑动，而在Y和Z方向上不会相对移动。以图1为例，滑块53的上部与滑轨52滑动连接，下部与座体21连接，当料带走料方向为X方向时，追随驱动组件20驱动座体21以及与座体21连接的滑块53，相对于滑轨52沿X方向往复移动。所述非金属材料为塑料、尼龙材料等，在相互摩擦时不会产生颗粒的材料，在此并不做具体限定。
如果滑轨52和滑块53均为金属材料，两者在滑动摩擦时，会产生金属微粒，掉入极片从而造成安全隐患。因此，滑轨52和滑块53中的一个，或两者均为非金属材质，则避免了产生金属微粒的风险。
根据本申请的一些实施例，参见图1-3，所述的切刀驱动装置还包括连接块40，所述连接块40与所述座体21连接；切刀驱动杆10，所述切刀驱动杆10具有第一端11和第二端，所述第一端与所述连接块40连接，所述第二端与所述切刀(未示出)连接；所述连接块40与所述切刀驱动杆10中的至少一个为非金属材质。
所述连接块40用于连接座体21和切刀驱动杆10的第一端11，图中示例性的为切刀驱动杆10的上端。所述切刀驱动杆10的下端连接用于裁切料带的切刀(图中未示出)，带动所述切刀在沿Y方向移动，从而对料带进行裁切。
在裁切料带的过程中，所述切刀驱动杆10承受较大的压力，因此，所述切刀驱动杆10通常为金属材料。所述连接块40与所述切刀驱动杆10的第一端连接，两者之间在裁切料带的过程中产生相互的作用力，如果连接块40与切刀驱动杆10均为金属材料，则会由于相互之间的作用力产生金属微粒。因此，使用非金属材料制造连接块40，能够有效的避免产生金属微粒。当然，由于材料技术的进步，切刀驱动杆10也可以使用具有较高结构强度的非金属材料制造，这样的话，连接块40可以使用金属材料或非金属材料。只要切刀驱动杆10和连接块40中至少一个使用非金属材料制造，即能够有效避免产生金属微粒。
根据本申请的一些实施例，参见图1-3，所述连接块40上设有连接槽41，用于容纳所述切刀驱动杆10的第一端11，所述连接槽41与所述切刀驱动杆10的第一端11之间间隙配合。
如图3所示，所述连接槽41开设于连接块40上，能够容纳所述切刀驱动杆10的第一端11，并且在驱动切刀在Y方向往复移动裁切料带时，所述切刀驱动杆10不会脱出所述连接槽41即可。间隙配合是指所述连接槽41与所述切刀驱动杆10的第一端11在安装时具有一定间隙，但是两者形状相互配合。
受裁切反作用力影响，切刀在长时间使用后存在更换等维护需求，而通过将连接块40和切刀驱动杆10之间的机械连接方式能够进一步方便连接块40与切刀驱动杆10的拆装，进而方便安装维护。并且由于连接槽与切刀驱动杆的第一端具有一定间隙，在安装时可以具有一定的安装位置容错度，减少安装难度。
根据本申请的一些实施例，所述间隙配合为所述切刀驱动杆的第一端11的径向宽度m小于所述连接槽41的径向宽度M。
如图3所示，所述连接槽的径向宽度为M，所述切刀驱动杆的第一端的径向宽度为m，其中M>m。通过所述径向宽度差值的设定，使得切刀驱动杆的安装更换更加容易，允许了一定量的制造和安装误差。另外，优选地，所述切刀驱动杆的第一端11的高度与所述连接槽41的高度基本相同，均为h，适于完全配合，进而使Y方向切刀驱动杆10和连接块40相对固定，避免切刀驱动杆10沿Y方向往复移动时，切刀晃动。
根据本申请的一些实施例，所述连接槽41和所述切刀驱动杆的第一端11为T形。
如图3所示，所述T形是指沿Z方向看去的投影为T形。
T型的连接槽41和T型的第一端11的结构简单，生产工序相对较少，同时拆装也方便，是一种便捷的连接方式。
根据本申请的一些实施例，所述切刀驱动装置还包括裁切驱动组件，其中，所述滑动组件与裁切驱动组件连接，在所述裁切驱动组件的驱动下沿垂直于料带走料方向往复移动。
所述裁切驱动组件用于为切刀的裁切动作提供驱动力，使得使得切刀能够在Y方向上，即垂直于料带走料方向往复移动，裁切料带。
通过滑动组件与裁切驱动组件连接，进而将用于裁切的驱动力传导至切刀，由于滑动组件中的滑轨与滑块之中至少一个为非金属材料，因此两者之间在产生相互作用力时，不会产生金属微粒，也进一步避免了安全隐患。
根据本申请的一些实施例，所述裁切驱动组件包括互相连接的裁切驱动电机30和凸轮随动结构31，所述凸轮随动结构31与所述滑动组件50连接。
所述裁切驱动电机用于提供所述切刀裁切料带的动力，通过凸轮随动结构将裁切动力传导至滑动组件。其中，凸轮随动结构包括凸轮和轴承随动器，其中凸轮安装于裁切驱动电机30的旋转轴上，轴承随动器设于凸轮的侧面，适于在凸轮的带动下转动。通过上述结构，能够将裁切驱动电机30的旋转运动转换为沿Y方向的往复移动，从而实现对料带的裁切。
根据本申请的一些实施例，还包括追随驱动组件20，所述座体21与所述追随驱动组件20连接，在所述追随驱动组件的驱动下沿料带走料方向往复移动。
追随驱动组件20适于提供X方向，即料带走料方向的往复驱动，适于在追切进程中提供与料带走料方向一致的驱动力，以使切刀跟料带同步前进，而在追切进程完成后提供与料带走料方向相反的驱动力，带动切刀复位，从而实现在X方向的往复移动。
追随驱动组件可以包括齿条和追随驱动电机，其中齿条沿X方向布设，驱动电机可安装于座体21上，且转动轴上设有与齿条配合的齿轮，适于通过齿轮与齿条的配合驱动座体21在齿条上移动以实现X方向的往复移动，且因齿条的齿为沿Y方向设置，使得座体21能够沿Y方向移动，进而能够兼容裁切驱动组件的Y方向驱动。
根据本申请的一些实施例，所述座体21包括相互连接的第一连接板21a和第二连接板21b；所述第一连接板21a还分别与所述滑块53和所述连接块40连接；所述第二连接板21b还与所述追随驱动组件20连接。
如图1-3所示，将座体设置为第一连接板和第二连接板两部分，可以更灵活的与其他部件配合安装。由于所述第一连接板和第二连接板与其他部件不发生摩擦，因此可使用金属材料制造，在提供足够结构强度的同时，也不会产生金属微粒，当然也可以使用具有较高结构强度的非金属材料制造，在此并不做限定。第一连接板21b可以为L形，进一步增加了其结构强度。第一连接板21a连接滑块53和连接块40，将裁切驱动组件沿Y方向的动力传导至切刀，从而实现了切刀在Y方向的往复移动，实现了对料带的裁切。第二连接板21b与追随驱动组件20连接，从而能够将追随驱动组件沿X方向的动力传导至切刀，实现了切刀沿X方向，即料带走料方向的的往复移动，实现了对料带的追随。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种裁切设备，包括以上任一方案中的切刀驱动装置100。
根据本申请的一些实施例，可选的，所述裁切设备还包括机座60，机座60上安装有裁切驱动组件，追随驱动组件20和Y方向直线导轨51。所述裁切驱动组件包括裁切驱动电机30和凸轮随动机构31，所述追随驱动组件20包括齿条。机座60至少包括沿X-Z平面布设的底板61以及与底板61垂直且与料带前进方向平行，即沿X-Y平面的立板62，其中底板61的上表面安装有转动轴朝向立板62的裁切驱动电机30，并使其转动轴穿过立板62。立板62安装直线导轨51，其中直线导轨51为两个，并分设于裁切驱动电机30的两侧，适于竖向滑动滑轨52，从而将Y方向的裁切驱动力传导至切刀。
通过设置机座60，并将裁切驱动电机30、追随驱动组件20和直线导轨51安装于机座60上，优化了空间布局，使整体结构更加合理、紧凑。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种切刀驱动装置，用于驱动裁切设备中的切刀以裁切料带，其特征在于，包括：
座体；
滑动组件，包括滑动连接的滑轨和滑块，所述滑块与所述座体连接，所述滑块与所述座体相对于所述滑轨沿料带走料方向往复移动；
其中，所述滑轨和滑块中的至少一个为非金属材料。
2.根据权利要求1所述的切刀驱动装置，其特征在于，还包括：
连接块，所述连接块与所述座体连接；
切刀驱动杆，所述切刀驱动杆具有第一端和第二端，所述第一端与所述连接块连接，所述第二端与所述切刀连接；
所述连接块与所述切刀驱动杆中的至少一个为非金属材质。
3.根据权利要求2所述的切刀驱动装置，其特征在于，
所述连接块上设有连接槽，用于容纳所述切刀驱动杆的第一端，所述连接槽与所述切刀驱动杆的第一端之间间隙配合。
4.根据权利要求3所述的切刀驱动装置，其特征在于，
所述间隙配合为所述切刀驱动杆的第一端的径向宽度小于所述连接槽的径向宽度。
5.根据权利要求3或4任一项所述的切刀驱动装置，其特征在于，
所述连接槽和所述切刀驱动杆的第一端为T形。
6.根据权利要求1所述的切刀驱动装置，其特征在于，还包括裁切驱动组件，其中，
所述滑动组件与所述裁切驱动组件连接，在所述裁切驱动组件的驱动下沿垂直于料带走料方向往复移动。
7.根据权利要求6所述的切刀驱动装置，其特征在于，
所述裁切驱动组件包括互相连接的裁切驱动电机和凸轮随动结构，所述凸轮随动结构与所述滑动组件连接。
8.根据权利要求2所述的切刀驱动装置，其特征在于，还包括追随驱动组件，
所述座体与所述追随驱动组件连接，在所述追随驱动组件的驱动下沿料带走料方向往复移动。
9.根据权利要求8所述的切刀驱动装置，其特征在于，
所述座体包括相互连接的第一连接板和第二连接板；
所述第一连接板还分别与所述滑块和所述连接块连接；
所述第二连接板还与所述追随驱动组件连接。
10.一种裁切设备，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的切刀驱动装置。
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