CN219572959U - 直径测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种直径测量装置，包括：支架，设有支撑轴；设于所述支架上的第一传感器，包括发射端和接收端，所述发射端发出的光线与安装于所述支撑轴上的卷料的卷筒的外周面相切；驱动机构、压紧辊及遮光辊，所述驱动机构安装于所述支架上，所述压紧辊及所述遮光辊与所述驱动机构同步转动相连并同轴设置，所述遮光辊的直径大于所述压紧辊的直径；所述驱动机构能够驱动所述压紧辊及所述遮光辊运动，使得所述压紧辊与放卷过程中的卷料的外周面保持接触，所述遮光辊能够在卷料的直径处于预设极限值时，伸入所述发射端与所述接收端之间以遮挡所述发射端发出的光线传输至所述接收端。

Description

直径测量装置

技术领域

本实用新型涉及电池制造设备技术领域，特别是涉及一种直径测量装置。

背景技术

在锂电池电芯的生产工序中，涂布工序是其中关键的一步，其来料多为卷材卷料。在涂布时，卷绕在卷筒上的卷材在卷筒转动的过程中得以释放。

若设定卷筒的直径为ΦB1，当卷料未放卷时，卷料的最大直径为ΦB2，卷料的实时直径为ΦB，则卷料的厚度为T＝0.5*(B-B1)。目前采用超声波传感器测量卷料的实时直径，但是由于超声波传感器的检测精度误差等原因，使得直径测量值ΦB存在较大误差。为了防止飞带(卷材全部放卷完毕，尾料脱离卷筒)情况的发生，通常在ΦB-ΦB1较大，即为卷料的厚度T较大时，则默认卷料即将放卷完毕，设备开始执行换卷动作。

但是，由于卷材的厚度一般较薄，当剩余的卷料的厚度较大时，剩余的卷材的长度较大，这就造成了资源的极大浪费。

实用新型内容

基于此，有必要针对卷料厚度较大时即换卷而导致资源浪费严重的问题，提供一种能够减小资源浪费的直径测量装置。

一种直径测量装置，包括：

支架，设有支撑轴；

设于所述支架上的第一传感器，包括发射端和接收端，所述发射端发出的光线与安装于所述支撑轴上的卷料的卷筒的外周面相切；

驱动机构、压紧辊及遮光辊，所述驱动机构安装于所述支架上，所述压紧辊及所述遮光辊与所述驱动机构同步转动相连并同轴设置，所述遮光辊的直径大于所述压紧辊的直径；

所述驱动机构能够驱动所述压紧辊及所述遮光辊运动，使得所述压紧辊与放卷过程中的卷料的外周面保持接触，所述遮光辊能够在卷料的直径处于预设极限值时，伸入所述发射端与所述接收端之间以遮挡所述发射端发出的光线传输至所述接收端。

上述直径测量装置，设有第一传感器、驱动机构、压紧辊与遮光辊，由于驱动机构能够驱动压紧辊能够始终与卷料的外周面接触，那么当遮光辊伸入发射端与接收端之间遮挡发射端发射的光线传递至接收端时，卷料上卷材的厚度将小于等于遮光辊与压紧辊半径的差值，此时可以判断卷料的厚度较小并且已经达到预设极限值。在卷料的厚度达到预设极限值时，再停机换卷或者自动换卷，相对于现有技术中在卷料厚度较大时即换卷的情况，使得剩余的卷材的长度较短，减少了资源的浪费。

在其中一个实施例中，所述直径测量装置具有穿过所述支撑轴的中心且与所述发射端发出的光线相垂直的延伸线，所述驱动机构能够驱动所述压紧辊及所述遮光辊相对于所述支架沿所述延伸线的延伸方向运动。

在其中一个实施例中，所述直径测量装置包括两个所述第一传感器，两个所述第一传感器在所述支撑轴的轴向间隔设于所述支架上；两个所述第一传感器的所述发射端发出的光线分别与卷筒轴向两端的外周面相切；

所述直径测量装置包括两个所述遮光辊，一个所述遮光辊与一个所述第一传感器相配合。

在其中一个实施例中，所述直径测量装置还包括安装板，所述安装板与所述支架相连，所述第一传感器安装于所述安装板上。

在其中一个实施例中，所述第一传感器在所述支架上的位置可调，以使得所述发射端发出的光线与具有不同直径的卷筒的外周面相切。

在其中一个实施例中，所述驱动机构包括驱动件及连接杆，所述连接杆沿所述支撑轴的轴向延伸并与所述驱动件相连，所述压紧辊及所述遮光辊均安装于所述连接杆上。

在其中一个实施例中，所述驱动件包括驱动气缸。

在其中一个实施例中，所述驱动机构还包括轴承座及轴承，所述轴承座与所述驱动件相连，所述轴承设于所述轴承座上，所述连接杆通过所述轴承与所述轴承座可转动连接，以使得所述压紧辊与所述遮光辊与所述轴承座可转动连接。

在其中一个实施例中，所述驱动机构包括两个所述驱动件，两个所述驱动件在所述支撑轴的轴向上间隔设置，所述连接杆的两端分别与两个所述驱动件相连，所述压紧辊及所述遮光辊均位于两个所述驱动件之间。

在其中一个实施例中，所述直径测量装置还包括第二传感器，所述第二传感器用于检测卷料的直径；当所述第二传感器检测卷料的直径达到第一预设值时，所述驱动机构驱动所述压紧辊运动与卷料的外周面贴合，所述第一预设值大于所述预设极限值。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的直径测量装置的轴测图(图1中，安装于直径测量装置的支撑轴上的卷料的直径较大)；

图2为图1中所示的直径测量装置的侧视图；

图3为图2中所示的直径测量装置的A-A面的剖视图；

图4为图1中所示的直径测量装置的正视图；

图5为图4中所示的直径测量装置的B-B面的剖视图；

图6为图5中所示的直径测量装置的B处放大图；

图7为图3中所示的直径测量装置的A处放大图；

图8为图1中所示的直径测量装置的轴测图(图8中，安装于直径测量装置的支撑轴上的卷料的直径处于预设极限值)；

图9为图8中所示的直径测量装置的侧视图；

图10为图9中所示的直径测量装置的A-A面的剖视图；

图11为图10中所示的直径测量装置的C处放大图；

图12为图8中所示的直径测量装置的主视图；

图13为图12中所示的直径测量装置的B-B面的剖视图；

图14为图13中所示的直径测量装置的D处放大图。

附图标记说明：

100、直径测量装置；10、支架；11、支撑轴；20、第一传感器；21、发射端；22、接收端；23、光线；30、驱动机构；31、驱动件；32、连接杆；33、轴承；34、轴承座；40、压紧辊；50、遮光辊；60、第二传感器；70、安装板；200、卷料；201、卷筒。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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；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，除非另有明确的限定。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1-图3，本申请一实施例提供一种直径测量装置100，包括支架10，支架10上设有支撑轴11，卷料200套接于支撑轴11外。在涂布时，卷绕在卷筒201上的卷材(如箔材)在卷筒201转动的过程中得以释放。具体地，支架10上设有两个支撑轴11，两个支撑轴11同轴设置，卷料200套接于两个支撑轴11外。

参阅图4-图6，直径测量装置100还包括安装于支架10上的第一传感器20，第一传感器20包括发射端21和接收端22。发射端21发射的光线23与安装于支撑轴11上的卷料200的卷筒201的外周面相切，这样，当卷筒201安装于支撑轴11上后，卷筒201不会阻挡发射端21发射的光线23被接收端22接收，同时卷材也不会阻挡发射端21发射的光线23被接收端22接收。具体地，第一传感器20为对射传感器。

在此需要说明的是，上述虽然限定发射端21发射的光线23与安装于支撑轴11上的卷料200的卷筒201的外周面相切，但是允许部分光线23穿过卷筒201，而部分光线23与卷筒201的外周面相切。即为，发射端21发射的光线23中的至少部分与卷筒201的外周面相切即可。

参阅图1、图3及图7，直径测量装置100还包括驱动机构30、压紧辊40及遮光辊50，驱动机构30安装于支架10上，压紧辊40及遮光辊50均与驱动机构30连接，并能够相对于驱动机构30同步转动。压紧辊40与遮光辊50同轴设置，且遮光辊50的直径大于压紧辊40的直径。驱动机构30能够驱动压紧辊40与遮光辊50运动，使得压紧辊40与放卷过程中的卷料200的外周面保持接触，且遮光辊50能够在卷料200的直径处于预设极限值时，伸入发射端21与接收端22之间以遮挡发射端21发出的光线23传输至接收端22(参阅图11及图14)。

上述设置，当判断卷料200的直径较小时，即为当卷材剩余不多时，控制驱动机构30带动压紧辊40靠近卷料200运动直至与卷料200的外周面接触。当压紧辊40与卷料200的外周面接触后，由于卷材继续放卷，此时驱动机构30仍然驱动压紧辊40运动以使得压紧辊40始终与卷料200的外周面保持接触，而当压紧辊40运动的同时，遮光辊50与压紧辊40同步运动。当遮光辊50伸入发射端21与接收端22之间遮挡发射端21发出的光线23传递至接收端22时，证明卷料200的直径达到预设极限值，而当获知卷料200的直径达到预设极限值时，可以控制设备停机换卷或者自动换卷。

本申请实施例提供的直径测量装置100，设有第一传感器20、驱动机构30、压紧辊40与遮光辊50，由于驱动机构30能够驱动压紧辊40能够始终与卷料200的外周面接触，那么当遮光辊50伸入发射端21与接收端22之间遮挡发射端21发射的光线23传递至接收端22时，卷料200上卷材的厚度将小于等于遮光辊50与压紧辊40半径的差值，此时可以判断卷料200的厚度较小并且已经达到预设极限值。在卷料200的厚度达到预设极限值时，再停机换卷或者自动换卷，相对于现有技术中在卷料200厚度较大时即换卷的情况，使得剩余的卷材的长度较短，减少了资源的浪费。

在此需要说明的是，遮光辊50与压紧辊40直径的差值，或者遮光辊50与压紧辊40半径的差值可以依需调整，当其半径或直径的差值调整后，相应地，采用该直径测量装置100时，卷料200的卷筒201上最终剩余的卷材的厚度也会相应改变。在此还需要说明的是，在卷材放卷时，其将施加摩擦力于压紧辊40，压紧辊40将在上述摩擦力的作用下转动，而遮光辊50与压紧辊40同步相对于驱动机构30转动。

一些实施例中，参阅图4及图5，直径测量装置100还包括第二传感器60，第二传感器60用于检测卷料200的直径，具体地，第二传感器60为超声波传感器。当第二传感器60检测卷料200的直径达到第一预设值时，驱动机构30驱动压紧辊40运动与卷料200的外周面贴合，第一预设值大于预设极限值。如此，通过第二传感器60检测卷料200的直径的粗略值后，用第一传感器20检测卷料200的剩余厚度是否达到极限值的方式来检测卷料200的直径，避免了尾料的浪费，节省了资源和成本。

进一步，直径测量装置100具有穿过支撑轴11的中心且与发射端21发射的光线23相垂直的延伸线，驱动机构30能够驱动压紧辊40及遮光辊50相对于支架10沿延伸线的延伸方向运动。这样设置，能够使得遮光辊50对直伸入发射端21与接收端22之间，保证了检测的灵敏性。

一些实施例中，直径测量装置100包括两个第一传感器20，两个第一传感器20在支撑轴11的轴向间隔设于支架10上，两个第一传感器20的发射端21发出的光线23分别与卷筒201轴向两端的外周面相切。直径测量装置100包括两个遮光辊50，一个遮光辊50与一个传感器相配合。如此，驱动机构30能够带动两个遮光辊50运动，两个遮光辊50与分别与两个第一传感器20配合，进一步保证了检测的灵敏性。

进一步，参阅图3，直径测量装置100还包括安装板70，安装板70与支架10相连，第一传感器20安装于安装板70上。通过设置安装板70，以便于第一传感器20的安装。可以想到的是，在另一些实施例中，也可以省略安装板70，而是将第一传感器20直接安装于支架10上。

一些实施例中，第一传感器20在支架10上的位置可调，以使得发射端21发出的光线23与具有不同直径的卷筒201的外周面相切。这样设置，上述直径测量装置100能够适配测量具有不同卷筒201直径的卷料200的卷材的剩余厚度。

一个具体实施方式中，安装有第一传感器20的安装板70与支架10滑动连接，以使得第一传感器20在支架10上的位置可调。另一个具体实施方式中，安装有第一传感器20的安装板70与支架10可拆卸连接，以能够使得第一传感器20在支架10上的位置可调。

一些实施例中，驱动机构30包括驱动件31及连接杆32，连接杆32沿支撑轴11的轴向延伸并与驱动件31相连，压紧辊40及遮光辊50均安装于连接杆32上。驱动件31动作，带动连接杆32运动，连接杆32带动安装于其上的压紧辊40及遮光辊50运动。可以理解的是，另一些实施例中，驱动机构30还可以省略连接杆32，此时压紧辊40及遮光辊50直接与驱动件31的驱动端相连。

具体地，驱动件31包括驱动气缸，更具体地，驱动气缸为双缸气缸。当然，在另一些实施例中，对于驱动件31的种类不作限定，只要能够实现驱动压紧辊40及遮光辊50的目的即可。

进一步，驱动机构30还包括轴承座34及轴承33，轴承座34与驱动件31相连，轴承33设于轴承座34上，连接杆32通过轴承33与轴承座34可转动连接，以使得压紧辊40与遮光辊50与轴承座34可转动连接。应当想到的是，在另一些实施例中也可以省略轴承座34及轴承33，此时连接杆32与驱动件31直接可转动连接。

驱动机构30包括两个驱动件31，两个驱动件31在支撑轴11的轴向上间隔设置，连接杆32的两端分别与两个驱动件31相连，压紧辊40与遮光辊50位于两个驱动件31之间。设置驱动机构30包括两个驱动件31，能够保证驱动机构30驱动压紧辊40及遮光辊50运动的平稳性。

本申请实施例提供的直径测量装置100的检测原理如下：

设定压紧辊40的直径为ΦC，遮光辊50的直径为ΦD，D＞C，设t＝0.5*(D-C)；其中，t为压紧辊40与遮光辊50的直径的差值的1/2，也为压紧辊40与遮光辊50的半径的差值。设卷筒201的直径为ΦA，则卷料200剩余厚度T＝0.5*(B_检-A)，其中，B_检为第二传感器60检测的卷料200的直径。

参阅图3-图7，当卷料200的直径较大时，此时卷料200的卷材剩余较多，B_检较大。参阅图6，此时，T＞t，第一传感器20发射端21发出的光线23未被遮光辊50挡住或未完全挡住，此时，第一传感器20的接收端22可以接收到信号。

参阅图8-图14，当卷材剩余较少时，即B_检较小并接近预设极限值时，卷料200放卷接近完毕。如图14所示，此时T≤t，第一传感器20的发射端21发出的光线23被遮光辊50完全挡住，导致第一传感器20的接收端22无法接收光线23信号，此时放卷接近极限，PLC控制设备自动换卷。

本申请实施例提供的直径测量装置100，具有如下有益效果：

1、通过第二传感器60检测卷料200的直径的粗略值后，用第一传感器20检测卷料200的剩余厚度是否达到极限值的方式来检测卷料200的直径，避免了尾料的浪费，节省了资源和成本。

2、第一传感器20在支架10上的位置可调，以使得发射端21发出的光线23与具有不同直径的卷筒201的外周面相切，以能够适配测量具有不同卷筒201直径的卷料200的卷材的剩余厚度。

3、通过两个驱动件31共同驱动连接杆32，以使得连接杆32带动压紧辊40及遮光辊50运动，保证了压紧辊40及遮光辊50运动的平稳性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种直径测量装置，其特征在于，包括：

支架(10)，设有支撑轴(11)；

设于所述支架(10)上的第一传感器(20)，包括发射端(21)和接收端(22)，所述发射端(21)发出的光线(23)与安装于所述支撑轴(11)上的卷料(200)的卷筒(201)的外周面相切；

驱动机构(30)、压紧辊(40)及遮光辊(50)，所述驱动机构(30)安装于所述支架(10)上，所述压紧辊(40)及所述遮光辊(50)与所述驱动机构(30)同步转动相连并同轴设置，所述遮光辊(50)的直径大于所述压紧辊(40)的直径；

所述驱动机构(30)能够驱动所述压紧辊(40)及所述遮光辊(50)运动，使得所述压紧辊(40)与放卷过程中的卷料(200)的外周面保持接触，所述遮光辊(50)能够在卷料(200)的直径处于预设极限值时，伸入所述发射端(21)与所述接收端(22)之间以遮挡所述发射端(21)发出的光线(23)传输至所述接收端(22)。

2.根据权利要求1所述的直径测量装置，其特征在于，所述直径测量装置具有穿过所述支撑轴(11)的中心且与所述发射端(21)发出的光线(23)相垂直的延伸线，所述驱动机构(30)能够驱动所述压紧辊(40)及所述遮光辊(50)相对于所述支架(10)沿所述延伸线的延伸方向运动。

3.根据权利要求1所述的直径测量装置，其特征在于，所述直径测量装置包括两个所述第一传感器(20)，两个所述第一传感器(20)在所述支撑轴(11)的轴向间隔设于所述支架(10)上；两个所述第一传感器(20)的所述发射端(21)发出的光线(23)分别与卷筒(201)轴向两端的外周面相切；

所述直径测量装置包括两个所述遮光辊(50)，一个所述遮光辊(50)与一个所述第一传感器(20)相配合。

4.根据权利要求1所述的直径测量装置，其特征在于，所述直径测量装置还包括安装板(70)，所述安装板(70)与所述支架(10)相连，所述第一传感器(20)安装于所述安装板(70)上。

5.根据权利要求1所述的直径测量装置，其特征在于，所述第一传感器(20)在所述支架(10)上的位置可调，以使得所述发射端(21)发出的光线(23)与具有不同直径的卷筒(201)的外周面相切。

6.根据权利要求1所述的直径测量装置，其特征在于，所述驱动机构(30)包括驱动件(31)及连接杆(32)，所述连接杆(32)沿所述支撑轴(11)的轴向延伸并与所述驱动件(31)相连，所述压紧辊(40)及所述遮光辊(50)均安装于所述连接杆(32)上。

7.根据权利要求6所述的直径测量装置，其特征在于，所述驱动件(31)包括驱动气缸。

8.根据权利要求6所述的直径测量装置，其特征在于，所述驱动机构(30)还包括轴承座(34)及轴承(33)，所述轴承座(34)与所述驱动件(31)相连，所述轴承(33)设于所述轴承座(34)上，所述连接杆(32)通过所述轴承(33)与所述轴承座(34)可转动连接，以使得所述压紧辊(40)与所述遮光辊(50)与所述轴承座(34)可转动连接。

9.根据权利要求6所述的直径测量装置，其特征在于，所述驱动机构(30)包括两个所述驱动件(31)，两个所述驱动件(31)在所述支撑轴(11)的轴向上间隔设置，所述连接杆(32)的两端分别与两个所述驱动件(31)相连，所述压紧辊(40)及所述遮光辊(50)均位于两个所述驱动件(31)之间。

10.根据权利要求1-9任一项所述的直径测量装置，其特征在于，所述直径测量装置还包括第二传感器(60)，所述第二传感器(60)用于检测卷料(200)的直径；当所述第二传感器(60)检测卷料(200)的直径达到第一预设值时，所述驱动机构(30)驱动所述压紧辊(40)运动与卷料(200)的外周面贴合，所述第一预设值大于所述预设极限值。