CN220153541U - 料带测厚机构及电芯卷绕装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种料带测厚机构和一种电芯卷绕装置，料带测厚机构包括：支座；测厚传感器，所述测厚传感器安装在所述支座上，所述测厚传感器的测量端用于直接或者间接抵接料带；支撑件，所述支撑件用于支撑料带，所述测厚传感器用于测量所述支撑件上的料带的厚度。本实施例能够对料带的厚度进行准确测量，降低电芯极耳错位风险。

Description

料带测厚机构及电芯卷绕装置

技术领域

本申请属于电池制造领域，具体地，本申请涉及一种料带测厚机构及一种电芯卷绕装置。

背景技术

在卷绕装置对料带(例如正负极极片、隔膜)卷绕形成电芯过程中，由于不同料卷的料带厚度差别较大，料带来料厚度不均匀，会导致电芯的极耳发生错位。

因此，需要一种能够准确测量料带厚度的机构。

发明内容

本申请实施例的一个目的是提供一种料带测厚机构及电芯卷绕装置的新技术方案，从而对料带厚度进行准确测量。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种料带测厚机构，包括：支座；测厚传感器，所述测厚传感器安装在所述支座上；支撑件，所述支撑件用于支撑料带，所述测厚传感器用于测量所述支撑件上的料带的厚度。

可选择地，所述料带测厚机构还包括压辊机构，所述压辊机构安装在所述支座上，所述压辊机构能够在Y方向上运动，从而能够对料带施加压力，使料带贴合在所述支撑件上。

可选择地，所述支座上安装有第一驱动件，所述第一驱动件用于驱动所述压辊机构在Y方向上运动，从而调整所述压辊机构对料带施加的压力。

可选择地，所述支座上还安装有第二驱动件，所述第二驱动件用于驱动所述测厚传感器在Y方向上运动，从而调节所述测厚传感器的测量端对料带的抵接力。

可选择地，所述支座包括支座本体和安装板，所述第一驱动件固定安装在所述支座本体上，所述压辊机构安装在所述安装板上，所述安装板与所述支座本体动配合，所述第一驱动件驱动所述安装板相对所述支座本体在Y方向上运动。

可选择地，支撑件的支撑面为平面或者圆柱面。

可选择地，所述料带测厚机构包括两个所述压辊机构，在Z方向上，两个所述压辊机构分别位于所述支撑件的两侧。

可选择地，所述测厚传感器的测量端具有适于与料带点接触、线接触或面接触的形状。

可选择地，所述支座包括支座本体和辅助支座，所述测厚传感器安装在所述支座本体上，所述辅助支座上安装有压辊机构，所述压辊机构能够相对所述辅助支座转动，所述辅助支座与所述支座本体在Y方向上滑动配合，所述测厚传感器的测量端抵接所述压辊机构，所述压辊机构对料带施加压力，使料带贴合在所述支撑件上。

可选择地，所述压辊机构包括压辊和支撑轴，所述压辊用于下压料带，所述支撑轴固定在所述辅助支座上，所述压辊与所述支撑轴转动配合，所述测厚传感器的测量端抵接所述压辊或者抵接所述支撑轴。

可选择地，在X方向上，至少设置两个所述测厚传感器。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种电芯卷绕装置，包括：

放卷机构；

如前所述的料带测厚机构；

切割机构，所述切割机构用于在料带表面切割以形成相互间隔排布的多个极耳；

卷绕机构，所述卷绕机构用于卷绕切割后的料带以形成电芯；

所述放卷机构将料带依次输送至所述料带测厚机构、所述切割机构和所述卷绕机构，所述料带测厚机构与所述切割机构通信连接，所述切割机构根据料带厚度变化量调整所述切割机构的切割位置。

可选择地，所述卷绕机构具有用于卷绕料带的卷针，所述料带测厚机构与所述卷绕机构通信连接，所述料带卷绕机构根据料带厚度变化量调整所述卷针的外径。

本申请的一个技术效果在于：本申请中的料带测厚机构，采用支撑件支撑料带后，测厚传感器的测量端直接或者间接抵接料带，如果料带厚度发生变化，则该厚度变化能够被测厚传感器准确地检测到。本申请中的电芯卷绕装置，切割机构能够根据料带厚度变化量调整所述切割机构的切割位置，从而降低料带厚度变化带来的极耳错位的风险。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请的第一个实施例的料带测厚机构的轴测图；

图2为本申请的第一个实施例的料带测厚机构的主视图，为了清晰，其对图1中的料带测厚机构进行了旋转；

图3为本申请的第一个实施例的料带测厚机构右侧视图；

图4为本申请的第二个实施例的料带测厚机构的轴测图；

图5为本申请的实施例的电芯卷绕装置的结构原理图；

图6为切割机构根据料带厚度变化量对料带切割后形成的极耳的结构示意图。

其中：100、料带测厚机构；101、支座；1011、支座本体；1012、安装板；1013、线轨；1014、滑块；1015、辅助支座；1016、导杆；1017、通孔；102、测厚传感器；1021、测量端；103、压辊机构；1031、压辊；1032、支撑轴；104、第一驱动件；105、第二驱动件；106、支撑件；1061、上端面；200、放卷机构；300、料带；400、切割机构；500、卷绕机构；501、转塔；502、卷针。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在接下来的描述中，X方向指的是料带300的宽度方向，Y方向指的是料带300的厚度方向，Z方向指的是料带的长度方向。料带可以是正极极片、负极极片。另外，料带300仅是为了说明本申请的实施例中的料带测厚机构100及电芯卷绕装置的工作原理，而不应当被视为料带测厚机构100或电芯卷绕装置的一部分。

参考图1至图3、图5，在本申请的第一个实施例中，料带测厚机构100，包括：支座101、测厚传感器102和支撑件106。测厚传感器102安装在支座101上，测厚传感器102的测量端1021用于直接抵接图5中所示出的料带300。支撑件106用于支撑料带，支撑件106既能够安装在支座101上，也能够安装在其它合适的位置，只要能支撑料带300，作为测量基准即可。测厚传感器102能够采用市场上常见的位移传感器，其具体结构本文不再详细描述。测厚传感器102用于测量支撑件106上的料带的厚度。具体地，测厚传感器102的测量端1021直接抵接料带300，因此如果料带300的厚度变厚，则测厚传感器102的测量端1021上移，相反，如果料带300的厚度变薄，则测厚传感器102的测量端1021下移。因此，料带300的厚度变化能够被测厚传感器102准确测得。

可选择地，压辊机构103安装在支座101上，压辊机构103能够在Y方向上运动，从而能够对料带300施加压力，使料带300更加平整地贴合在支撑件106上。

可选择地，支座101上安装有第一驱动件104。第一驱动件104用于驱动压辊机构103在Y方向上运动，从而调整压辊机构103对料带300施加的压力。这样，能够保证料带300能够平整地贴合支撑件106。第一驱动件104能够是气缸、电机等，通过活塞杆、齿轮或者蜗轮蜗杆、齿条等机构，驱动压辊机构103在Y方向上上下运动。

可选择地，支座101上还安装有第二驱动件105。第二驱动件105用于驱动测厚传感器102在Y方向上运动，从而调节测厚传感器102的测量端1021对料带300的抵接力。第二驱动件105能够是气缸、电机等，通过活塞杆、齿轮或者蜗轮蜗杆、齿条等机构，驱动测厚传感器102在Y方向上运动。这样，即使对于最薄的料带，也能够通过调整例如气缸的压力，来使得测量端1201能够保持对料带300的抵接，从而准确测得料带300的厚度数据。

由图3更清晰可见，在第一个实施例中，支座101包括支座本体1011和安装板1012。第一驱动件104固定安装在支座本体1011上，压辊机构103安装在安装板1012上。第一驱动件104驱动安装板1012相对支座本体1011在Y方向上运动，从而实现安装板1012与支座本体1011的动配合。更具体地，支座本体1011上设置有线轨1013，安装板1012上设置有滑块1014。以第一驱动件104采用气缸为例，气缸的缸体固定安装在支座本体1011上，气缸的活塞杆连接安装板1012，这样，控制活塞的伸缩就能够控制安装板1012在Y方向上运动，从而带动压辊机构103在Y方向上运动，调整压辊机构103对于料带300施加的压力。安装板1012与支座本体1011的动配合既能够采用图3所示的滑动配合，也能够采用齿轮传动配合、齿轮齿条传动配合、蜗轮蜗杆传动配合等方式。

在图3和图5所示的第一个实施例中，支撑件106用于支撑料带300的支撑面1061为一平面，但在实际应用中，支撑件106也能够采用辊筒等结构件，因此支撑面1061也能够是圆柱面。在压辊机构103下压料带300后，料带300能够完全贴合支撑件106的支撑面1061，测厚传感器102的测量端1021抵接在料带300上，以支撑面1061作为基准面，则能够准确测得料带300的厚度并监测到厚度变化。在实际应用中，支座101本身也能够不安装支撑件106，而采用周边设备中的其它平面作为测量基准面。

从图5更清晰可见，料带测厚机构100包括两个压辊机构103，在Z方向上，两个压辊机构103分别位于支撑件106的两侧。这种结构的优势在于，两个压辊机构103压在料带300的表面，能够使料带300更好地贴合在支撑件106上，然后测量端1021再进行测量，能够保证测量精度。

在图1至图3、图5所示的实施例中，测厚传感器102的测量端1021与料带300直接抵接，因此，测量端1021具有适于与料带300点接触的形状，例如测量端1021的顶端为球形、半球形等。或者，测量端1021具有适于与料带300线接触的形状，例如辊筒形、T字形等。或者，测量端1021具有适于与料带300面接触的形状，例如测量端1021与料带300接触的顶端为正方形、长方形、圆形等形状。

图1至图3、图5所示第一个实施例中，测厚传感器102的测量端1021直接抵接料带300，由于测量端1021本身不发生滚动，因此料带测厚机构100更适于料带300在静止状态下对料带300的厚度进行测量。也就是说，在图5所示的电芯卷绕装置中，料带300适于步进式走带。

参考图4，在第二个实施例中，测厚传感器102的测量端间接抵接料带300。具体地，支座101包括支座本体1011和辅助支座1015，测厚传感器102安装在支座本体1011上，压辊机构103安装在辅助支座1015上。压辊机构103能够相对辅助支座1015转动，辅助支座1015与支座本体1011在Y方向上滑动配合，测厚传感器102的测量端1021抵接压辊机构103。更具体地，辅助支座1015上开有通孔1017，用于减重或者使测厚传感器102的测量端1021能够抵接支撑轴1032。导杆1016穿过支座本体1011后固定连接辅助支座1015，导杆1016与支座本体1011滑动配合，从而实现支座本体1011与辅助支座1015之间的滑动配合，并且导杆1016在滑动配合中起到导向作用。这样，压辊机构103能够利用自身的重力来向料带300施加压力，使料带300贴合在支撑件106上。当料带300的厚度发生变化时，压辊机构103在Y方向上会产生位移，相应地，测厚传感器102的测量端1021也会产生位移，从而测出料带厚度及监测到厚度变化。

可选择地，压辊机构103包括压辊1031和支撑轴1032，压辊1031用于下压料带300，支撑轴1032固定在辅助支座1015上，压辊1031与支撑轴1032转动配合，测厚传感器102的测量端1021抵接压辊1031或者抵接支撑轴1032。测厚传感器102的测量端1021抵接压辊1031的优势在于，在压辊机构103的整个转动过程中，压辊机构103与料带300实现线接触，在线接触上的任意一点的料带300厚度发生变化，测量端1021均能够监测到。而测厚传感器102的测量端1021抵接支撑轴1032的优势在于，支撑轴1032位于压辊1031的端部，料带300的局部厚度变化能够通过压辊机构的杠杆作用而被放大，使得测量端1021的位移更大。

在图4所示的第二个实施例中，由于压辊机构103能够转动，料带300能够不断地通过压辊机构103，测厚传感器102的测量端1021不直接抵接料带300，因此更适于在料带300的传送过程中测量料带厚度。也就是说，将第二个实施例应用到电芯卷绕装置中后，电芯卷绕装置适于连续走带。

无论是第一个实施例，还是第二个实施例，在X方向上，至少设置了两个测厚传感器102，这样能够测量料带300的多个点的厚度，并计算平均值，使得测量料带厚度更加准确。

参考图5，虽然图5中的电芯卷绕装置是采用了如图1至3所示的第一个实施例的料带测厚机构100，但本申请也能够采用如图4所示的第二个实施例的料带测厚机构100。

本实施例中的电芯卷绕装置包括料带测厚机构100、放卷机构200和切割机构400、卷绕机构500。放卷机构200上存储有料带，在工作时，放卷机构200将料带300依次输送至料带测厚机构100、切割机构400、卷绕机构500。切割机构400用于在料带表面切割以形成相互间隔排布的多个极耳。卷绕机构500用于卷绕切割后的料带300以形成电芯。料带测厚机构100与切割机构400通信连接，从而将测得的料带厚度传输给切割机构400，切割机构400根据料带厚度变化量调整切割机构400的切割位置。例如，切割机构400能够采用激光切割装置或者其它合适的切割装置，切割机构400根据料带厚度变化量调整切割机构400的切割位置后，切割完成后的极耳形状如图6所示。以图中最右侧两个相邻梯形结构的第1个间距为b1，则后续两个相邻梯形结构的第n个间距为bn，n为大于等于1的自然数，bn＞0，bn的数值根据料带测厚机构100所测得的料带厚度变化量，由切割机构400相应地调整切割位置得到。本领域技术人员应当理解的是，虽然放卷机构200是将料带300输送至料带测厚机构100，并且料带300其后依次经过切割机构400、卷绕机构500，但放卷机构200本身既能够通过外部动力源主动旋转，也能够无动力源而被动旋转，依赖后文所描述的卷绕机构500的动力而使料带300运动，这些方案均可视为放卷机构200输送了料带300。

可选择地，卷绕机构500具有转塔501，转塔501上设置有卷针502。卷针502用于卷绕料带300，转塔501能够旋转而使不同的卷针502到达不同的工位，例如卷绕工位、下料工位。料带测厚机构100与卷绕机构500通信连接，从而将料带厚度传输给料带卷绕机构500，料带卷绕机构500根据料带厚度变化量调整卷针502的外径。

这样，料带测厚机构100将料带厚度传输给切割机构400、卷绕机构500后，切割机构400、卷绕机构500能够各自或者相互配合调整切割位置、卷针外径，从而解决了料带300厚度不均带来的极耳错位的问题。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (13)

1.一种料带测厚机构(100)，其特征在于，包括：

支座(101)；

测厚传感器(102)，所述测厚传感器(102)安装在所述支座(101)上，所述测厚传感器(102)的测量端(1021)用于直接或者间接抵接料带；

支撑件(106)，所述支撑件(106)用于支撑料带，所述测厚传感器(102)用于测量所述支撑件(106)上的料带的厚度。

2.根据权利要求1所述的料带测厚机构(100)，其特征在于，还包括压辊机构(103)，所述压辊机构(103)安装在所述支座(101)上，所述压辊机构(103)能够在Y方向上运动，从而能够对料带施加压力，使料带贴合在所述支撑件(106)上。

3.根据权利要求2所述的料带测厚机构(100)，其特征在于，所述支座(101)上安装有第一驱动件(104)，所述第一驱动件(104)用于驱动所述压辊机构(103)在Y方向上运动，从而调整所述压辊机构(103)对料带施加的压力。

4.根据权利要求1所述的料带测厚机构(100)，其特征在于，所述支座(101)上还安装有第二驱动件(105)，所述第二驱动件(105)用于驱动所述测厚传感器(102)在Y方向上运动，从而调节所述测厚传感器(102)的测量端(1021)对料带的抵接力。

5.根据权利要求2所述的料带测厚机构(100)，其特征在于，所述支座(101)包括支座本体(1011)和安装板(1012)，第一驱动件(104)固定安装在所述支座本体(1011)上，所述压辊机构(103)安装在所述安装板(1012)上，所述安装板(1012)与所述支座本体(1011)动配合，所述第一驱动件(104)驱动所述安装板(1012)相对所述支座本体(1011)在Y方向上运动。

6.根据权利要求1至5任一项所述的料带测厚机构(100)，其特征在于，所述支撑件(106)的支撑面(1061)为平面或者圆柱面。

7.根据权利要求2所述的料带测厚机构(100)，其特征在于，所述料带测厚机构(100)包括两个所述压辊机构(103)，在Z方向上，两个所述压辊机构(103)分别位于所述支撑件(106)的两侧。

8.根据权利要求1所述的料带测厚机构(100)，其特征在于，所述测厚传感器(102)的测量端(1021)具有适于与料带点接触、线接触或面接触的形状。

9.根据权利要求1所述的料带测厚机构(100)，其特征在于，所述支座(101)包括支座本体(1011)和辅助支座(1015)，所述测厚传感器(102)安装在所述支座本体(1011)上，所述辅助支座(1015)上安装有压辊机构(103)，所述压辊机构(103)能够相对所述辅助支座(1015)转动，所述辅助支座(1015)与所述支座本体(1011)在Y方向上滑动配合，所述测厚传感器(102)的测量端(1021)抵接所述压辊机构(103)，所述压辊机构对料带施加压力，使料带贴合在所述支撑件(106)上。

10.根据权利要求9所述的料带测厚机构(100)，其特征在于，所述压辊机构(103)包括压辊(1031)和支撑轴(1032)，所述压辊(1031)用于下压料带，所述支撑轴(1032)固定在所述辅助支座(1015)上，所述压辊(1031)与所述支撑轴(1032)转动配合，所述测厚传感器(102)的测量端(1021)抵接所述压辊(1031)或者抵接所述支撑轴(1032)。

11.根据权利要求1所述的料带测厚机构(100)，其特征在于，在X方向上，至少设置两个所述测厚传感器(102)。

12.一种电芯卷绕装置，其特征在于，包括：

放卷机构(200)；

如权利要求1至11任一项所述的料带测厚机构(100)；

切割机构(400)，所述切割机构(400)用于在料带表面切割以形成相互间隔排布的多个极耳；

卷绕机构(500)，所述卷绕机构(500)用于卷绕切割后的料带以形成电芯；

所述放卷机构(200)将料带(300)依次输送至所述料带测厚机构(100)、所述切割机构(400)和所述卷绕机构(500)，所述料带测厚机构(100)与所述切割机构(400)通信连接，所述切割机构(400)根据料带厚度变化量调整所述切割机构(400)的切割位置。

13.根据权利要求12所述的电芯卷绕装置，其特征在于，所述卷绕机构(500)具有用于卷绕料带(300)的卷针(502)，所述料带测厚机构(100)与所述卷绕机构(500)通信连接，所述料带卷绕机构(500)根据料带厚度变化量调整所述卷针(502)的外径。