CN217980200U - 方壳电池外形非接触式的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于电池外形测量设备领域，提供了一种方壳电池外形非接触式的检测装置，包括夹具以及激光测量机构，激光测量机构包括第一激光测量模组和第二激光测量模组。第一激光测量模组用于移动测量电池的第一待测面、第三待测面、第四待测面的尺寸和凹凸度；第二激光测量模组用于移动测量电池的第二待测面、第五待测面、第六待测面、第七待测面的尺寸和凹凸度，以及第六待测面与第七待测面的高度差。通过激光头不接触电池外壳表面的方式来测量方壳电池外壳的长、厚、高尺寸、外壳表面的凹凸度、阴极柱顶面与阳极柱顶面的高度差，可避免通过触碰电池的外壳表面的测量方式所存在的偶然误差大，测量效率低的问题。

Description

方壳电池外形非接触式的检测装置

技术领域

本实用新型属于电池外形测量设备领域，尤其涉及一种方壳电池外形非接触式的检测装置。

背景技术

随着方壳电池的大批量生产和使用，对于方壳单体原电池(一般含七个待测面，下简称电池)外形尺寸误差和凹凸度的要求越来越严格，需要精密测量电池外形的长、厚、高、各侧面的凹凸度、阴极柱顶面与阳极柱顶面的高度差等。

传统测量设备通过采用接触式量具触碰电池的表面来测量，存在偶然误差大，测量效率低的问题。

激光测量的原理为激光头射出带宽度的激光线束，激光线束照射到电池表面上被反射回来为激光头接收，激光头根据发射与接收激光的时间差及光速可得出激光头与电池表面之间的距离值，再根据多个距离值可计算得到电池外形尺寸和形位。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种方壳电池外形非接触式的检测装置，旨在解决现有技术中，采用接触式量具触碰电池的表面来测量电池外形尺寸和凹凸度，所存在的偶然误差大，测量效率低的问题。

本实用新型是这样实现的，一种方壳电池外形非接触式的测量装置，用于测量方壳电池的外形，包括机台，所述机台上设置有夹具以及激光测量机构，

所述夹具含有电池承载面，用于装夹电池；

所述激光测量机构包括第一激光测量模组和第二激光测量模组，所述第一激光测量模组包括多个分别与电池的第一待测面、第三待测面、第四待测面对应的激光头；所述第二激光测量模组包括多个分别与电池的第二待测面、第五待测面、第六待测面、第七待测面对应的激光头；

所述第一激光测量模组用于移动测量对应的激光头到电池的第一待测面、第三待测面、第四待测面的距离；

所述第二激光测量模组用于移动测量对应的激光头到电池的第二待测面、第五待测面、第六待测面、第七待测面的距离。

进一步的，所述激光测量机构还包括第一驱动模组，所述第一驱动模组用于驱动所述第一激光测量模组和第二激光测量模组沿方壳电池的长度方向移动；

所述第一激光测量模组包括第一激光测量组件、第二驱动模组以及第三驱动模组；所述第一激光测量组件包括第四驱动模组、第一激光头、间隔设置的第二激光头以及第三激光头，所述第二激光头与第三激光头的间距大于电池的厚度，所述第一激光头位于所述第二激光头与第三激光头在水平方向上的中间位置；所述第一激光头的出光方向与方壳电池的长度方向平行，所述第二激光头与第三激光头的出光方向与方壳电池的厚度方向平行；

所述第二驱动模组用于驱动所述第一激光测量组件沿方壳电池的厚度方向移动；

所述第三驱动模组用于驱动所述第一激光测量组件沿方壳电池的高度方向移动；

所述第四驱动模组用于驱动所述第一激光头沿方壳电池的高度方向移动。

进一步的，所述第二激光测量模组包括第二激光测量组件、第五驱动模组以及第六驱动模组；

所述第五驱动模组用于驱动所述第二激光测量组件沿方壳电池的厚度方向移动；

所述第六驱动模组用于驱动所述第二激光测量组件沿方壳电池的高度方向移动；

所述第二激光测量组件包括第四激光头以及第五激光头，所述第四激光头的出光方向与方壳电池的长度方向平行，所述第五激光头的出光方向与方壳电池的高度方向平行。

进一步的，所述夹具包括夹具底板、长向固定夹钳、长向活动夹钳、长向夹持驱动器、厚向固定夹柱、厚向活动夹钳以及厚向夹持驱动器；

所述长向固定夹钳、长向夹持驱动器分别固定在所述夹具底板长度方向的两端，所述长向活动夹钳与所述长向夹持驱动器的活动端固定连接；

所述厚向固定夹钳、厚向夹持驱动器分别固定在所述夹具底板宽度方向的两端，所述厚向活动夹钳与所述厚向夹持驱动器的活动端固定连接。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：

本实用新型提供的一种方壳电池外形非接触式的检测装置，通过第一激光测量模组和第二激光测量模组不接触电池外壳表面的方式来测量激光头与方壳电池各个待测面的距离值，经过计算后可得到方壳电池外壳的长、厚、高尺寸、外壳表面的凹凸度、阴极柱顶面与阳极柱顶面的高度差，解决了传统测量设备通过接触式量具触碰电池的外壳表面来测量，所存在的偶然误差大，测量效率低的问题。并且，采用第一激光测量模组和第二激光测量模组移动，而电池及其夹具不动的测量方式，可相对提高测量精度，简化检测装置的结构。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的方壳电池外形非接触式检测装置的结构示意图；

图2是夹具夹持待检电池的结构示意图；

图3是待测电池的第一、三、五、六、七待测面的标记示意图；

图4是待测电池第二、四、五、六、七待测面的标记示意图；

图5是本实用新型实施例提供的激光测量机构的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供第一驱动模组的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供第一激光测量模组的结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供第一激光测量组件的结构示意图；

图9是本实用新型实施例提供第二激光测量模组的结构示意图；

图10是本实用新型实施例提供第二激光测量组件的结构示意图；

图11是本实用新型另一个实施例提供的一种专门用于夹紧刀片电池的夹具的结构示意图；

图12是本实用新型实施例提供的激光测量机构同时测量电池第三、四、五、六、七待测面的示意图；

图13是本实用新型实施例提供的激光测量机构同时测量电池第一、二待测面的示意图。

附图标识说明：

电池10、第一待测面11、第二待测面12、第三待测面13、第四待测面14、第五待测面15、第六待测面16、第七待测面17，

机台100，

机架200，

夹具300、夹具底板310、长向固定夹钳320、长向活动夹钳330、长向夹持驱动器340、厚向固定夹柱350、厚向活动夹钳360、厚向夹持驱动器370，

测量机构400、第一驱动模组410、第一驱动器411、第一滑板412、第二滑板413、滑组420、滑轨421、第一滑块422、第二滑块423，

第一测量模组430、第一支架431、第二驱动模组432、第三驱动模组433、第一测量组件434、第二支架4341、第四驱动模组4342、第三支架4343、第一激光头4344、第二激光头4345、第三激光头4346，

第二测量模组440、第四支架441、第五驱动模组442、第六驱动模组443、第二测量组件444、第五支架4441、第四激光头4442、第五激光头4443。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；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；此外，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通。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。

请参看图1，示出了本实施例提供的一种方壳电池外形非接触式的测量装置，包括机台100及机架200，机架200固定在机台100上，机台100上设置有夹具300，机架200上设置有激光测量机构400。其中，请参看图2，夹具300含有电池承载面，用于装夹电池10。

请参看图5，激光测量机构400包括第一驱动模组410、滑组420、含有多个激光头的第一激光测量模组430和含有多个激光头的第二激光测量模组440。第一驱动模组410用于驱动第一激光测量模组430和第二激光测量模组440沿电池10的长度方向移动。

如图3及图4所示，本实施例所测试的电池10具有左右相对的第一待测面11、第二待测面12，前后相对的第三待测面13、第四待测面14，电池10的顶面为第五待测面15，电池10的阴极柱顶面为第六待测面16，电池10的阳极柱顶面为第七待测面17。

第一激光测量模组430用于移动测量对应的激光头到电池10的第一待测面11、第三待测面13、第四待测面14的距离；第二激光测量模组440用于移动测量对应的激光头到电池10的第二待测面12、第五待测面15、第六待测面16、第七待测面17的距离。

通过计算程序，计算电池各个待测面与其相对应的激光头的距离值，可得到第一待测面11与第二待测面12间的距离即电池10的长度，得到第三待测面13与第四待测面14间的距离即电池10的厚度，得到第五待测面15与所述夹具的电池承载面间的距离即电池10的高度，以及第六待测面16与第七待测面17的高度差，也可以通过计算同一待测面上多个测量点距对应的激光头的距离，得到第一待测面11、第二待测面12、第三待测面13、第四待测面14的凹凸度。

请参看图6，第一驱动模组410包括固定在机架200上的第一驱动器411、第一滑板412以及第二滑板413，滑组420包括滑轨421、第一滑块422以及第二滑块423，其中，第一滑块422、第二滑块423均滑动套设在滑轨421上，第一滑板412、第二滑板413均与第一驱动器411的活动端连接，第一滑板412、第一滑块422均与第一激光测量模组430固定连接，第二滑板413、第二滑块423均与第二激光测量模组440固定连接。第一驱动器411能驱动第一激光测量模组430、第二激光测量模组440沿滑轨421的长度方向往复滑动。

请参看图7，第一激光测量模组430包括第一支架431、第二驱动模组432、第三驱动模组433以及第一激光测量组件434。第一支架431的一端与第一滑块422固定连接，另一端与第一滑板412固定连接。第二驱动模组432横向固定在第一支架431上，第三驱动模组433竖向固定在第二驱动模组432的活动端，第一激光测量组件434固定在第三驱动模组433的活动端。第二驱动模组432能驱动第一激光测量组件434沿电池10的厚度方向往复移动，第三驱动模组433能驱动第一激光测量组件434沿电池的高度方向往复移动。

请参看图8，第一激光测量组件434包括第二支架4341、第四驱动模组4342、第三支架4343、第一激光头4344、第二激光头4345以及第三激光头4346。第二支架4341固定在第三驱动模组433的活动端，第二激光头4345以及第三激光头4346间隔相对设置在第二支架4341的下部，第四驱动模组4342竖向设置在第二支架4341的一边，第三支架4343固定在第四驱动模组4342的活动端，第一激光头4344固定在第三支架4343上位于第二激光头4345以及第三激光头4346的中线上；测量装置工作时，第二驱动模组432能驱动第一激光测量组件434沿电池10的厚度方向移动；第三驱动模组433能驱动第一激光测量组件434沿电池10的高度方向移动；第四驱动模组4342能驱动第一激光头4344沿电池10的高度方向移动。

上述第二激光头4345与第三激光头4346的间距大于电池10的厚度，第一激光头4344的出光方向与电池10的长度方向平行，第二激光头4344与第三激光头4346的出光方向与电池10的厚度方向平行。

请参看图9，第二激光测量模组440包括第四支架441、第五驱动模组442、第六驱动模组443以及第二激光测量组件444。第四支架441的一端与第二滑块423、第二滑板413连接，第五驱动模组442水平横向固定在第四支架441上，第六驱动模组443竖向设置在第五驱动模组442的活动端，第二激光测量组件444设置在第六驱动模组443的活动端。

测量装置工作时，第五驱动模组442能驱动第二激光测量组件444沿电池10的厚度方向移动；第六驱动模组443能驱动第二激光测量组件444沿电池10的高度方向移动。

请参看图10，第二激光测量组件444包括第五支架4441、第四激光头4442以及第五激光头4444，其中，第四激光头4442的出光方向与电池10的长度方向平行，第五激光头4444的出光方向与电池10的高度方向平行。

请参看图11，为本实用新型另一个实施例提供的一种专门用于夹紧刀片电池的夹具，该夹具300包括夹具底板310、长向固定夹钳320、长向活动夹钳330、长向夹持驱动器340、厚向固定夹柱350、厚向活动夹钳360以及厚向夹持驱动器370。

长向固定夹钳320、长向夹持驱动器340分别固定在夹具底板310长度方向的两端，长向活动夹钳330与长向夹持驱动器340的活动端固定连接。厚向固定夹钳350、厚向夹持驱动器370分别固定在夹具底板310宽度方向的两端，厚向活动夹钳330与厚向夹持驱动器340的活动端固定连接。通过上述夹具300，可以夹紧不同厚度的电池10的四个侧面。

本实施例的激光测量机构400的工作原理：通过激光头射出带宽度(如扇形)的激光线束，激光线束照射到电池表面上被反射回来为激光头接收，得出激光头与电池10的表面的一条线上的多个测量点之间的距离值，然后通过激光头和电池10的相对移动扫描整个电池10的表面，得出激光头与电池10的整个表面多个测量点之间的距离值。

具体地，第一激光头4344的光束的宽度方向与电池10的厚度方向平行且光束的宽度可以大于等于电池10的厚度，第一激光头4344通过在电池10的第一待测面11外相对电池10的第一待测面11沿电池10的高度方向竖直上下移动一次即可扫描整个第一待测面11，在相对移动的过程中得出第一激光头到第一待测面11各测量点的距离值，以此为依据计算得到第一待测面11的凹凸度，和得到第一待测面11的理论拟合面供计算电池10的长度用。

同样地，第四激光头4342通过在电池10的第二待测面12外相对电池10的第二待测面12沿电池10的高度方向竖直上下移动一次即可扫描整个第二待测面12，在相对移动的过程中得出第四激光头到第二待测面12各测量点的距离值，以此为依据计算得到第二待测面12的凹凸度，和得到第二待测面12的理论拟合面，通过计算第二待测面12的理论拟合面与第一待测面11的理论拟合面的距离值得到电池10的长度值。

同样地，第二激光头4345通过在电池10的第三待测面13外相对电池10的第三待测面13沿电池10的高度方向竖直上下移动和沿电池10的长度方向水平移动预定距离后再沿电池10的高度方向竖直上下移动扫描整个第三待测面13，在相对移动的过程中得出第二激光头4345到第三待测面13各测量点的距离值，以此为依据得到第三待测面13的凹凸度，和得到第三待测面13的理论拟合面供计算电池10的厚度用。

同样地，第三激光头4346对第四待测面14的检测与第二激光头4345对第四待测面14的检测得出第三激光头4346到第四待测面14各测量点的距离值，以此为依据得到第四待测面14的凹凸度，和得到第四待测面14的理论拟合面，通过计算第四待测面14的理论拟合面与第三待测面13的理论拟合面的距离值得到电池10的厚度值。

同样地，第五激光头4443通过在电池10正上方沿电池10的长度方向相对电池10的第五待测面15、第六待测面16以及第七待测面17水平移动扫描电池10的第五待测面15、第六待测面16以及第七待测面17，得出第五激光头4343到第五待测面15、第六待测面16以及第七待测面17各测量点的距离值，以此为依据得到第五待测面15、第六待测面16以及第七待测面17的理论拟合面，通过计算第五待测面15的理论拟合面与夹具300的电池承载面的距离值得到电池10的高度值；通过计算第六待测面的理论拟合面与第七待测面17的理论拟合面的距离值得到电池10的阴极柱顶面、阳极柱顶面的高度差。

请参看图12，第一激光测量模组430与第二激光测量模组440可同时测量电池10的第三、四、五、六、七待测面。请参看图13，第一激光测量模组430与第二激光测量模组440可同时测量电池10的第一、二待测面。

本实施例通过第一激光测量模组430和第二激光测量模组440不接触电池10外壳表面的方式来测量电池10外壳的长、厚、高尺寸、外壳平面的凹凸度、阴极柱顶面与阳极柱顶面的高度差，解决了传统测量设备通过接触式量具触碰电池的外壳表面来测量，所存在的偶然误差大，测量效率低的问题。并且，采用第一激光测量模组430和第二激光测量模组440移动，而电池10及其夹具300不动的测量方式，可相对提高测量精度，简化检测装置的结构。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种方壳电池外形非接触式的测量装置，用于测量方壳电池的外形，包括机台，其特征在于，所述机台上设置有夹具以及激光测量机构，

所述夹具含有电池承载面，用于装夹电池；

所述激光测量机构包括第一激光测量模组和第二激光测量模组，所述第一激光测量模组包括多个分别与电池的第一待测面、第三待测面、第四待测面对应的激光头；所述第二激光测量模组包括多个分别与电池的第二待测面、第五待测面、第六待测面、第七待测面对应的激光头；

所述第一激光测量模组用于移动测量对应的激光头到电池的第一待测面、第三待测面、第四待测面的距离；

所述第二激光测量模组用于移动测量对应的激光头到电池的第二待测面、第五待测面、第六待测面、第七待测面的距离。

2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述激光测量机构还包括第一驱动模组，所述第一驱动模组用于驱动所述第一激光测量模组和第二激光测量模组沿方壳电池的长度方向移动；

所述第一激光测量模组包括第一激光测量组件、第二驱动模组以及第三驱动模组；所述第一激光测量组件包括第四驱动模组、第一激光头、间隔设置的第二激光头以及第三激光头，所述第二激光头与第三激光头的间距大于电池的厚度，所述第一激光头位于所述第二激光头与第三激光头在水平方向上的中间位置；所述第一激光头的出光方向与方壳电池的长度方向平行，所述第二激光头与第三激光头的出光方向与方壳电池的厚度方向平行；

所述第二驱动模组用于驱动所述第一激光测量组件沿方壳电池的厚度方向移动；

所述第三驱动模组用于驱动所述第一激光测量组件沿方壳电池的高度方向移动；

所述第四驱动模组用于驱动所述第一激光头沿方壳电池的高度方向移动。

3.如权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述第二激光测量模组包括第二激光测量组件、第五驱动模组以及第六驱动模组；

所述第五驱动模组用于驱动所述第二激光测量组件沿方壳电池的厚度方向移动；

所述第六驱动模组用于驱动所述第二激光测量组件沿方壳电池的高度方向移动；

所述第二激光测量组件包括第四激光头以及第五激光头，所述第四激光头的出光方向与方壳电池的长度方向平行，所述第五激光头的出光方向与方壳电池的高度方向平行。

4.如权利要求2或3所述的测量装置，其特征在于，所述夹具包括夹具底板、长向固定夹钳、长向活动夹钳、长向夹持驱动器、厚向固定夹柱、厚向活动夹钳以及厚向夹持驱动器；

所述长向固定夹钳、长向夹持驱动器分别固定在所述夹具底板长度方向的两端，所述长向活动夹钳与所述长向夹持驱动器的活动端固定连接；

所述厚向固定夹钳、厚向夹持驱动器分别固定在所述夹具底板宽度方向的两端，所述厚向活动夹钳与所述厚向夹持驱动器的活动端固定连接。

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