CN217768463U - 卷针抽拔针机构、卷绕装置和卷绕机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种卷针抽拔针机构、卷绕装置和卷绕机。卷针抽拔针机构包括：动力机构；直线导轨；多个从动推件，分别与动力机构连接，且多个从动推件分别与直线导轨滑动连接；其中，多个从动推件与卷针的多个卷针体一一对应设置，动力机构配置为，驱动多个从动推件分别沿直线导轨往复运动，以使得从动推件能够对卷针在轴向上进行推或拔的动作。该卷针抽拔针机构、卷绕装置和卷绕机通过一个驱动机构驱动多个从动推件对与多个从动推件一一对应的多个卷针体沿直线进行抽针动作，使得卷针易于脱离电芯，且控制逻辑得以简化。

Description

卷针抽拔针机构、卷绕装置和卷绕机

技术领域

本实用新型涉及锂电池生产技术领域，具体涉及一种卷针抽拔针机构、卷绕装置和卷绕机。

背景技术

锂离子电池具有能量高、体积小、存储寿命长、无污染等优点，广泛应用于动力电池和手机电池。在锂电池的生产过程中，需要依次在卷绕机的卷绕工位、贴胶工位和下料工位完成电芯的制作。

锂电池的电芯由隔膜和正、负极片组成，通常采用卷绕机的卷针组在卷绕工位将卷料卷绕成半成品，卷针组一般包括由相互套接的两个卷针体构成的卷针，当卷针组转动至下料工位，需要将卷针组中的卷针抽出，以便对卷绕好的电芯下料。

在相关现有技术中，在下料工位，每个卷针体对应设置一个抽针装置，每个抽针装置包括一个伺服驱动，每个伺服驱动驱动一个推动件完成对应的卷针体的抽出动作，因此，驱动逻辑较为复杂，且设置多个伺服驱动也带来了需要较大的安装空间的问题。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中每个卷针需要配备一套拔针装置单独驱动拔针，从而驱动逻辑复杂的缺陷，从而提供一种控制逻辑简单的卷针抽拔针机构。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种卷针抽拔针机构，包括：动力机构；直线导轨；多个从动推件，分别与所述动力机构连接，且多个所述从动推件分别与所述直线导轨滑动连接；其中，多个所述从动推件与卷针的多个卷针体一一对应设置，所述动力机构配置为，驱动多个所述从动推件分别沿所述直线导轨往复运动，以使得所述从动推件能够对卷针在轴向上进行推或拔的动作。

可选地，所述卷针包括第一卷针体和第二卷针体，所述从动推件包括：两个滑动件，分别与所述动力机构滑动连接；第一推动件，设于与所述第一卷针体对应的所述滑动件上；第二推动件，设于与所述第二卷针体对应的所述滑动件上。

可选地，所述滑动件包括：导向块，与所述直线导轨滑动连接；从动滑块，与所述动力机构滑动连接，每个所述从动滑块通过至少一个所述导向块与所述直线导轨连接，所述从动滑块配置为连接所述第一推动件或所述第二推动件。

可选地，两个所述从动滑块均位于所述动力机构的第一侧，所述直线导轨位于所述动力机构的第二侧，第一侧与所述第二侧相对。

可选地，所述第一推动件和第二推动件均包括转动件，所述转动件具有柱形转动外表面。

可选地，所述转动件包括凸轮轴承。

可选地，所述卷针抽拔针机构还包括：位置检测模块，配置为检测所述第一推动件、所述第二推动件的位置；控制器，与所述位置检测模块和所述动力机构分别通讯连接，所述控制器配置为根据所述第一推动件、所述第二推动件的位置驱动所述从动推件进行直线运动。

可选地，所述动力机构包括：直线电机定子；其中，所述从动推件包括两个直线电机动子，两个所述直线电机动子分别设于所述直线电机定子上。

本实用新型还提供了一种卷绕装置，包括：装置主体，可转动，所述装置主体具有转轴；多个卷针组，与所述装置主体转动连接，且与所述转轴平行设置，所述卷针组包括从内到外依次套接的第一卷针体、第二卷针体和针筒；如上所述的卷针抽拔针机构，设于卸料工位，以依次拔出对应的所述卷针组中的第一卷针体、第二卷针体；和/或在所述卷针组公转进入卷绕工位的过程中将对应的所述卷针组中的第二卷针体推入所述针筒。

本实用新型还提供了一种卷绕机，包括：如上所述的卷绕装置；放卷装置，配置为将电芯卷料上料至所述卷绕装置进行卷绕以制成电芯；下料装置，配置为将成型的所述电芯从所述卷绕装移出下料。

本实用新型具有以下优点：

1、利用本实用新型的技术方案，通过一个驱动机构驱动多个从动推件对与多个从动推件一一对应的多个卷针体沿直线进行抽针动作，使得卷针易于脱离电芯，且控制逻辑得以简化。

2、采用双动子直线电机实现了卷绕机的卷针的拔、推。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型中一实施例的卷针抽拔针机构的立体结构示意图；

图2为为本实用新型中一实施例的卷针抽拔针机构的局部立体结构示意图；

图3为本实用新型中一实施例的卷针抽拔针机构的组成方框示意图；

图4为本实用新型中一实施例的卷绕装置的立体结构示意图；

图5为图4中的A处放大结构示意图。

附图标记说明：

10、卷绕装置；100、卷针抽拔针机构；110、驱动机构；120、直线导轨；130、从动推件；131、滑动件；1311、导向块；1313、从动滑块；133、第一推动件；135、第二推动件；1301：转动件；140、位置检测装置；150、控制器；200、装置主体；300、卷针组；310、第一卷针体；320、第二卷针体；330、针筒。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

示例性卷针抽拔针机构

如图1所示，该卷针抽拔针机构100包括：动力机构110、直线导轨120和多个从动推件130，多个从动推件130分别与直线导轨120滑动连接。其中，多个从动推件130与卷针的多个卷针体一一对应设置，动力机构110配置为，驱动多个从动推件130分别沿直线导轨120往复运动，以使得多个从动推件130能够对卷针在轴向上进行推或拔的动作。

上述的多个从动推件130与卷针组300中的多个卷针一一对应设置，其中，通常每个卷针组300的卷针设置两个卷针体，因此，从动推件130的数量可对应设置为两个。由于每个卷针组300的多个卷针体可同轴套接成卷针，当需要拔出卷针时，需要依次进行。如果将最外部的卷针体定义为第一卷针体310，则另一个卷针体可定义为第二卷针体320，第一卷针体310插入第二卷针体320，第二卷针体320插入针筒330。通常情况下，需要将最外部的第一卷针体310拔出一定距离，再将第二卷针体320拔出一定距离，使得卷针组300中的卷针缩回，从而能够方便地将电芯取下，进入下一步工序。

上述的动力机构110可用于提供驱动力，例如电机驱动，油缸驱动。多个从动推件130分别与一个动力机构110连接，使得通过一个动力机构110就可以驱动多个从动推件130进行相应的动作，从而简化了控制逻辑，也节省了安装空间。动力机构110驱动多个从动推件130沿同一直线进行往复运动，使得多个从动推件130可以在卷针组300的轴线上依次对应拔出第一卷针体310和第二卷针体320。

为了便于描述，多个从动推件130对应定义为第一从动推件130和第二从动推件130。当卷针组300转动至下料工位，动力机构110驱动第一从动推件130向外拔出第一卷针体310，当拔出的第一卷针体310达到预设位置，动力机构110再驱动第二从动推件130向外拔出第二卷针体320，从而可以将卷针组300中的卷针拔出。当卷针组300转动至卷绕工位，设置在下料工位的卷针抽拔针机构的动力机构110可驱动第二从动推件130将第二卷针体320推入针筒330。

进一步地，从动推件130包括：两个滑动件131、第一推动件133和第二推动件135，两个滑动件131分别与动力机构110滑动连接。第一推动件133设于与第一卷针体310对应的滑动件131上，第二推动件135设于与第二卷针体320对应的滑动件131上。

上述的滑动件131与动力机构110滑动连接，使得滑动件131的运行更平稳，推动件用于直接与第一卷针体310或第二卷针体320相接触，当推动件与滑行的滑动件131连接，推动件在拔出第一卷针体310或第二卷针体320的过程中，以及在讲第二卷针体320推入针筒330的过程中更为平稳，使得卷针在拔出的过程中可避免破坏电芯，保证了电芯的质量。

进一步地，如图3所示，卷针抽拔针机构还包括：位置检测模块和控制器150，位置检测模块配置为检测第一推动件133、第二推动件135的位置，控制器150与位置检测模块和动力机构110分别通讯连接，控制器150配置为根据第一推动件133、第二推动件135的位置驱动从动推件130进行直线运动。

上述的位置检测装置140可用于检测推动件的位置。其中，位置检测装置140将实时检测到的第一推动件133的位置发送至控制器150，控制器150控制动力机构110驱动从动推件130根据第一推动件133的位置信息驱动第一卷针体310拔出至第一预设位置，当第一推动件133的位置与第一预设位置相对应，则控制器150控制动力机构110驱动第二从动推件130动作，使得第二推动件135推动第二卷针体320向外拔出，当位置检测装置140检测到第二推动件135的位置信息与第第二预设位置相对应，表明第二卷针体320已拔出到位，此时即完成对卷针的拔出，可进行下一工序。

更进一步地，如图2所示，滑动件131包括：导向块1311和从动滑块1313，导向块1311与直线导轨120滑动连接，从动滑块1313与动力机构110滑动连接，每个从动滑块1313通过至少一个导向块1311与直线导轨120连接，从动滑块1313配置为连接第一推动件133或第二推动件135。

上述的导向块1311与直线导轨120滑动连接，从动滑块1313与导向块1311连接，且从动滑块1313与动力机构110滑动连接，推动件设于从动滑块1313上。导向块1311与直线导轨120配合，导向块1311可与直线导轨120滑动连接，直线导轨120对导向块1311在直线导轨120上的运行方向起到了导向的作用，使得导向块1311沿着直线滑动，从而使得与导向块1311连接的从动滑块1313同步直线运动，继而使得连接到从动滑块1313上的推动件直线运动，从动滑块1313与动力机构110滑动连接，更进一步保证了与从动滑块1313连接的推动件在直线运动过程中的平稳性和可靠性。

更进一步地，如图2所示，两个从动滑块1313均位于动力机构110的第一侧，直线导轨120位于动力机构110的第二侧，第一侧与第二侧相对。

上述的直线导轨120安装于安装架的相对两侧之间，动力机构110也连接于安装架的相对两侧之间，且动力机构110位于直线导轨120的外侧，两个从动滑块1313对应第一卷针体310和第二卷针体320进行设置，从动滑块1313位于动力机构110的外侧，使得动力机构110位于之间导轨与从动滑块1313之间，保证了滑动件131的安装结构的紧凑，节省了安装空间。

更进一步地，如图2所示，第一推动件133和第二推动件135均包括转动件1301，转动件1301具有柱形转动外表面。第一推动件133包括连接块和转动件1301，第二推动件135包括弧形板和多个转动件1301，多个转动件1301沿弧形板的弧度的延伸方向依次连接于弧形板板上。在卷针组300旋转进入卷绕工位的过程中，弧形板在同步返回的过程中可以同时将第二卷针体320推入针筒330。由于第一卷针体310与第二卷针体320在端部均设有端板，在推动件拔出卷针或推动卷针的过程中，转动件1301的柱形转动外表面用于与第一卷针体310的端板或第二卷针体320的端板的板面相互接触，从而将第一卷针体310或第二卷针体320向外推出，或将第二卷针体320向针筒330内推进。转动件1301在推动第一卷针体310或第二卷针体320的过程中，一边转动，一边推动端板，从而缓解了推动件对端板的冲击力，使得第一卷针体310或第二卷针体320能够平缓地移动。

更进一步地，如图2所示，转动件1301包括凸轮轴承，凸轮轴承为标准件，方便安装，且凸轮轴承内自带润滑系统，减少了对转动件1301的维修。

进一步地，动力机构110包括：电机定子，其中，从动推件130包括两个直线电机动子，两个直线电机动子分别设于直线电机定子上。

上述的直线电机定子和直线电机动子可设置在直线电机内，直线电机可以为双动子直线电机。双动子直线电机为包括两个动子的直线电机。为了保证在行程范围内定子和动子之间具有良好的电磁场耦合，定子和动子的铁心长度不等，直线电机的定子在运行时是静止不动的，定子固定安装在机壳上，它的主要作用是产生旋转磁场，直线电机动子是来回进行往返运动的，动子的位置在由导轨系统支撑的两磁轨中间，是用环氧材料把线圈压缩在一起制成的，其中，直线电机动子包括线圈绕组，霍尔元件电路板等，电机定子通以交流电源，便在气隙中产生磁场，动子在磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力，如果定子固定，则动子在电磁推力作用下做直线运，在此不再赘述。

本实用新型还提供了一种卷绕装置10，如图4和图5所示，卷绕装置10包括：装置主体200、多个卷针组300和卷针抽拔针机构100，装置主体200可转动，且装置主体200具有转轴，多个卷针组300与装置主体200转动连接，且与转轴平行设置，卷针组300包括从内到外依次套接的第一卷针体310、第二卷针体320和针筒330。卷针抽拔针机构100设于卸料工位，以依次拔出对应的卷针组300中的第一卷针体310、第二卷针体320，和/或；和/在卷针组300公转进入卷绕工位的过程中将对应的卷针组300中的第二卷针体320推入针筒330。卷针组300的公转是指卷针组300与装置主体200同步转动。

为了便于理解上述卷针抽拔针机构和卷绕装置，以下对其工作原理作详细描述：

装置主体200带动卷针组300转动到位后，启动驱动机构，驱动机构驱动第一推动件133通过转动件1301直线移动并带动第一卷针体310沿卷针的轴向移动，从而实现第一卷针体310的拔针动作。接着驱动机构驱动第二推动件135通过转动件1301直线移动并带动第二卷针体320沿卷针的轴向移动，实现了第二卷针体320的抽针动作。抽针完成后，装置主体200继续转动至下一个卷针组300到位，以此循环。

本实用新型还提供了一种卷绕机，包括：如上所述的卷绕装置10、放卷装置和下料装置，放料装置配置为将电芯卷料上料至卷绕装置10进行卷绕以制成电芯，下料装置配置为将成型的电芯从卷绕装移出下料。

根据上述描述，本申请具有以下优点：

1、通过单驱动带动多个从动推件进行抽针动作，简化了控制逻辑。

2、采用双动子直线电机实现了卷绕机的卷针的拔、推。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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、以特定的方位配置和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种卷针抽拔针机构，其特征在于，包括：

动力机构(110)；

直线导轨(120)；

多个从动推件(130)，分别与所述动力机构(110)连接，且多个所述从动推件(130)分别与所述直线导轨(120)滑动连接；

其中，多个所述从动推件(130)与卷针的多个卷针体一一对应设置，所述动力机构(110)配置为，驱动多个所述从动推件(130)分别沿所述直线导轨(120)往复运动，以使得所述从动推件(130)能够对卷针在轴向上进行推或拔的动作。

2.根据权利要求1所述的卷针抽拔针机构，其特征在于，所述卷针包括第一卷针体(310)和第二卷针体(320)，所述从动推件(130)包括：

两个滑动件(131)，分别与所述动力机构(110)滑动连接；

第一推动件(133)，设于与所述第一卷针体(310)对应的所述滑动件(131)上；

第二推动件(135)，设于与所述第二卷针体(320)对应的所述滑动件(131)上。

3.根据权利要求2所述的卷针抽拔针机构，其特征在于，所述滑动件(131)包括：

导向块(1311)，与所述直线导轨(120)滑动连接；

从动滑块(1313)，与所述动力机构(110)滑动连接，每个所述从动滑块(1313)通过至少一个所述导向块(1311)与所述直线导轨(120)连接，所述从动滑块(1313)配置为连接所述第一推动件(133)或所述第二推动件(135)。

4.根据权利要求3所述的卷针抽拔针机构，其特征在于，两个所述从动滑块(1313)均位于所述动力机构(110)的第一侧，所述直线导轨(120)位于所述动力机构(110)的第二侧，第一侧与所述第二侧相对。

5.根据权利要求3所述的卷针抽拔针机构，其特征在于，所述第一推动件(133)和所述第二推动件(135)均包括转动件(1301)，所述转动件(1301)具有柱形转动外表面。

6.根据权利要求5所述的卷针抽拔针机构，其特征在于，所述转动件(1301)包括凸轮轴承。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的卷针抽拔针机构，其特征在于，所述卷针抽拔针机构还包括：

位置检测模块(140)，配置为检测所述第一推动件(133)、所述第二推动件(135)的位置；

控制器(150)，与所述位置检测模块(140)和所述动力机构(110)分别通讯连接，所述控制器(150)配置为根据所述第一推动件(133)、所述第二推动件(135)的位置驱动所述从动推件(130)进行直线运动。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的卷针抽拔针机构，其特征在于，所述动力机构包括：

直线电机定子；

其中，所述从动推件包括两个直线电机动子，两个所述直线电机动子分别设于所述直线电机定子上。

9.一种卷绕装置，其特征在于，包括：

装置主体(200)，可转动，且所述装置主体(200)具有转轴；

多个卷针组(300)，与所述装置主体(200)转动连接，且与所述转轴平行设置，所述卷针组(300)包括从内到外依次套接的第一卷针体(310)、第二卷针体(320)和针筒(330)；

如权利要求1至8中任一项所述的卷针抽拔针机构(100)，设于卸料工位，以依次拔出对应的所述卷针组(300)中的所述第一卷针体(310)、所述第二卷针体(320)；和/或在所述卷针组(300)公转进入卷绕工位的过程中将对应的所述卷针组(300)中的所述第二卷针体(320)推入所述针筒(330)。

10.一种卷绕机，其特征在于，包括：

如权利要求9所述的卷绕装置(10)；

放卷装置，配置为将电芯卷料上料至所述卷绕装置进行卷绕以制成电芯；

下料装置，配置为将成型的所述电芯从所述卷绕装置(10)移出下料。

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