CN220602482U - 一种电芯平面厚度测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电芯平面厚度测试装置，其特征在于，包括：测量台、三轴伺服驱动器、三轴移动机构、位移传感器、主控模块；测量台的上表面作为电芯放置平面；三轴移动机构包括X轴移动单元、Y轴移动单元、Z轴移动单元以及连接支架；三轴伺服驱动器设置在测量台的壳体内，分别与X轴电机、Y轴电机、Z轴电机连接电连接；位移传感器安装在Z轴支架上，位移传感器的感应头朝向电芯放置平面；主控模块分别与三轴伺服驱动器以及位移传感器连接。该电芯平面厚度测试装置可测量电芯上任意点，自动化程度高，测量准确性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池厚度测试设备技术领域，特别涉及一种电芯平面厚度测试装置。
背景技术
锂离子动力电池的厚度指标是目前行业内电池研发的重要指标之一。现有技术中的常规做法是通过电芯厚度测量夹具来测量电池的厚度，例如，中国专利文献CN202793261U中公开了一种电芯厚度测量夹具，其包括工作板、标尺、定位架，其工作原理是夹具的测量标准量化为定值范围，从而挑选出落入范围内的电芯作为合格品。然而，现有技术这种电芯厚度测量夹具已经显得很落后，难以满足目前的生产需求了。目前电芯生产过程中不仅是需要选出合格电芯，还需要更进一步了解电芯产品其各个点位置的厚度，电芯各个点位置厚度的差异也是评价电芯品质和性能的重要指标，因此需要测量电芯各个点位置的厚度以将此数据反馈给研发团队使其电芯产品进行优化改进，然而，现有技术的夹具无法高精度的测量出电池各个点的厚度。另外，现有技术的夹具中各部件的调节方式是手动的，工作效率低。
鉴于现有技术的电芯厚度测量夹具无法高效且高精度的测量出电池各个点的厚度的问题，本申请研发了一种新型的测试装置。
实用新型内容
本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种可测量电芯上任意点的厚度、自动化程度高、测量准确性高的电芯平面厚度测试装置。
为实现达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型提供一种电芯平面厚度测试装置，其特征在于，包括：测量台、三轴伺服驱动器、三轴移动机构、位移传感器、主控模块；其中，测量台的上表面作为电芯放置平面；三轴移动机构包括X轴移动单元、Y轴移动单元、Z轴移动单元以及连接支架；Y轴移动单元设置在测量台的壳体内，包括沿Y轴方向设置的Y轴支架，Y轴支架上安装有Y轴导轨，Y轴支架的一端固定有Y轴电机支架，Y轴电机支架上安装有Y轴电机，Y轴支架的另一端固定有Y轴丝杆支架，Y轴丝杆的一端与Y轴电机连接，Y轴丝杆的另一端与Y轴丝杆支架可转动连接，Y轴丝杆上安装有Y轴滑块；连接支架固定在Y轴滑块上且延伸至测量台的壳体外侧；X轴移动单元位于电芯放置平面的上方，包括沿X轴方向设置且固定在连接支架上的X轴支架，X轴支架上安装有X轴导轨，X轴支架的一端固定有X轴电机支架，X轴电机支架上安装有X轴电机，X轴支架的另一端固定有X轴丝杆支架，X轴丝杆的一端与X轴电机连接，X轴丝杆的另一端与X轴丝杆支架可转动连接，X轴丝杆上安装有XZ轴滑块；Z轴移动单元包括沿Z轴方向设置的Z轴支架，Z轴支架上安装有Z轴导轨，Z轴支架的一端固定有Z轴电机支架，Z轴电机支架上安装有Z轴电机，Z轴支架的另一端固定有Z轴丝杆支架，Z轴丝杆的一端与Z轴电机连接，Z轴丝杆的另一端与Z轴丝杆支架可转动连接，XZ轴滑块还与Z轴丝杆连接；三轴伺服驱动器设置在测量台的壳体内，分别与X轴电机、Y轴电机、Z轴电机连接电连接；位移传感器安装在Z轴支架上，位移传感器的感应头朝向电芯放置平面；主控模块分别与三轴伺服驱动器以及位移传感器连接。
进一步，在本实用新型提供的电芯平面厚度测试装置中，还可以具有这样的特征：其中，Y轴移动单元设置为两组，两组Y轴移动单元呈左右对称设置；连接支架设置为两个，分别与两组Y轴移动单元中的Y轴滑块相固定；X轴移动单元为一组，X轴支架的两端分别与两个连接支架相固定；Z轴移动单元为一组。
进一步，在本实用新型提供的电芯平面厚度测试装置中，还可以具有这样的特征：其中，连接支架为L型钣金支架，具有水平设置的水平板部以及竖直设置的竖直板部。
进一步，在本实用新型提供的电芯平面厚度测试装置中，还可以具有这样的特征：其中，位移传感器通过传感器支架固定在Z轴支架上。
进一步，在本实用新型提供的电芯平面厚度测试装置中，还可以具有这样的特征：其中，位移传感器的数量为五个，传感器支架设置有五个安装孔位，五个位移传感器沿X轴方向呈并排设置安装在传感器支架的安装孔位中。
进一步，在本实用新型提供的电芯平面厚度测试装置中，还可以具有这样的特征：其中，主控模块为MC2205-P控制板。
进一步，在本实用新型提供的电芯平面厚度测试装置中，还可以具有这样的特征：其中，测量台的壳体上设置有显示屏以及操作按钮，显示屏以及操作按钮分别与主控模块连接。
进一步，在本实用新型提供的电芯平面厚度测试装置中，还可以具有这样的特征：其中，测量台的壳体上设置有网口，网口与主控模块连接。
进一步，在本实用新型提供的电芯平面厚度测试装置中，还可以具有这样的特征：其中，测量台的底部设置有可调节支脚。
本实用新型的作用和效果：
本实用新型的电芯平面厚度测试装置中设置有三轴移动机构，其由多个丝杆来实现带动位移传感器在X、Y、Z轴方向上的移动，运行平稳，确保运行精度，并且，位移传感器的数量为五个，可以对电芯表面的多个点位进行测量，通过调节位移传感器的位置，可以实现对电芯的表面全区域测量，而且位移传感器的测量相较于人工手动测量更加准确可靠。另外，本实用新型的电芯平面厚度测试装置中X轴移动单元、Y轴移动单元、Z轴移动单元均是通过电机来驱动的，相较于手动操作，大大提高了工作效率。
附图说明
图1是本实用新型实施例中的电芯平面厚度测试装置的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中的三轴移动机构的结构示意图；
图3是本实用新型实施例中的三轴移动机构的移动方向示意图；
图4是本实用新型实施例中的电芯平面厚度测试装置的电气连接图。
附图标记：1-位移传感器；2-传感器支架；3-测量台；4-显示屏；5-X轴横梁外壳；6-被测电芯；7-操作按钮；8-可调支脚；9-X轴支架；10-X轴导轨；11-X轴丝杆支架11；12-X轴丝杆；13-钣金支架；14-Y轴滑块；15-Y轴丝杆支架；16-Y轴丝杆；17-Y轴电机支架；18-Y轴电机；19-Z轴电机；20-Z轴电机支架；21-Z轴支架；22-XZ两轴滑块；23-Z轴导轨；24-Z轴丝杆；25-Z轴丝杆支架；26-X轴电机；27-X轴电机支架；28-Y轴导轨；29-Y轴支架。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型的技术方案作具体阐述。
<实施例>
参阅图1至图4，本实施例提供一种电芯平面厚度测试装置，包括：测量台3、三轴伺服驱动器、三轴移动机构、位移传感器1、显示屏4、操作按钮7以及主控模块。
如图1所示，测量台3的上表面作为电芯放置平面，被测电芯6放置在该平面上。测量台3的底部设置有四个可调节支脚，确保测量台放置平稳。
三轴移动机构包括X轴移动单元、Y轴移动单元、Z轴移动单元以及连接支架13。
参阅图1和图2，Y轴移动单元设置为两组，两组Y轴移动单元呈左右对称设置。Y轴移动单元设置在测量台3的壳体内，每组Y轴移动单元包括Y轴支架29、Y轴导轨28、Y轴电机支架17、Y轴电机18、Y轴丝杆支架15、Y轴丝杆16、Y轴滑块14。
Y轴支架29沿Y轴方向设置。Y轴导轨28通过螺栓连接方式安装固定在Y轴支架29上。Y轴支架29的一端固定有Y轴电机支架17，另一端则固定有Y轴丝杆支架15。Y轴电机支架17上安装有Y轴电机18，Y轴电机18用于驱动Y轴丝杆16旋转。Y轴丝杆16的一端与Y轴电机18通过联轴器同轴连接，Y轴丝杆16的另一端与Y轴丝杆支架15可转动连接。此处可转动连接方式可以是Y轴丝杆16的端部与轴承连接，轴承安装固定在Y轴丝杆支架15上，从而Y轴丝杆16与Y轴丝杆支架15构成可转动连接。Y轴丝杆16上安装有与Y轴丝杆16相配合的Y轴滑块14，Y轴滑块14的底面与Y轴导轨28的形状相匹配。Y轴电机18驱动Y轴丝杆16旋转，从而带动Y轴滑块14沿Y轴导轨28滑动。
参阅图1和图2，连接支架13设置为两个，分别与两组Y轴移动单元中的Y轴滑块14相固定。连接支架13为L型钣金支架，具有水平设置的水平板部以及竖直设置的竖直板部，该水平板部从测量台3的壳体内部延伸至测量台3的壳体外侧，竖直板部则完全位于测量台3的壳体外侧。
参阅图1和图2，X轴移动单元为一组，X轴移动单元位于电芯放置平面的上方。X轴移动单元包括X轴支架9、X轴导轨10、X轴电机支架27、X轴丝杆支架11、X轴电机26、X轴丝杆12、XZ轴滑块22(为X轴移动单元与Z轴移动单元的共用部件)、X轴横梁外壳5。
X轴支架9的两端分别与两个连接支架13相固定，X轴支架9沿X轴方向设置。X轴导轨10安装在X轴支架9上。X轴支架9的一端固定有X轴电机支架27，另一端固定有X轴丝杆支架11。X轴电机支架27上安装有X轴电机26，X轴电机26用于驱动X轴丝杆12旋转。X轴丝杆12的一端与X轴电机26连接，X轴丝杆12的另一端与X轴丝杆支架11可转动连接。此处X轴丝杆12的安装方式与Y轴丝杆16安装方式类似，不再赘述。XZ轴滑块22的一端开设有与X轴丝杆12相配合的X轴方向安装孔，且该端头的端面设置为与X轴导轨10形状相适配；另一端开设有与Z轴丝杆24相配合的Z轴方向安装孔，且该端头的端面设置为与Z轴导轨形状相适配。如图2所示，XZ轴滑块22相配合安装在X轴丝杆12上。X轴导轨10的外侧设置有用于防尘的X轴横梁外壳5，X轴横梁外壳5的扣接在X轴支架9上，该X轴横梁外壳5上开设有X方向通孔供XZ轴滑块22移动。X轴电机26驱动X轴丝杆12旋转，从而带动XZ轴滑块22沿X轴导轨10滑动。
参阅图1和图2，Z轴移动单元为一组。Z轴移动单元包括：Z轴支架21、Z轴导轨23、Z轴电机支架20、Z轴电机19、Z轴丝杆支架25、Z轴丝杆24、XZ轴滑块22(为X轴移动单元与Z轴移动单元的共用部件)。
Z轴支架21沿Z轴方向设置，Z轴导轨23安装在Z轴支架21上。Z轴支架21的上端部固定有Z轴电机支架20，下端部固定有Z轴丝杆支架25。Z轴电机支架20上安装有Z轴电机19，Z轴电机19用于驱动Z轴丝杆24旋转。Z轴丝杆24的上端部与Z轴电机19连接，下端部与Z轴丝杆支架25可转动连接。此处Z轴丝杆24的安装方式与Y轴丝杆16安装方式类似，不再赘述。XZ轴滑块22作为X轴移动单元与Z轴移动单元的共用部件，其另一端与Z轴丝杆24相配合安装Z轴电机19驱动Z轴丝杆24旋转，使得Z轴导轨23连同Z轴支架21该整体与XZ轴滑块22形成相对移动。
三轴伺服驱动器设置在测量台3的壳体内，如图4所示，三轴伺服驱动器分别与X轴电机26、Y轴电机18以及Z轴电机19连接电连接，用于驱动X轴电机26、Y轴电机18以及Z轴电机19。
位移传感器1通过传感器支架2固定在Z轴支架21上。优选地，位移传感器1的数量为五个，传感器支架2设置有五个安装孔位，五个位移传感器1沿X轴方向呈并排设置安装在传感器支架2的安装孔位中。位移传感器1的感应头朝向电芯放置平面。在本实施例中通过位移传感器1来测量厚度，避免了人工使用标尺或螺旋测微尺进行手动测量的操作繁琐以及人为主观读数不准的问题。
图3为三轴移动机构的移动方向示意图。参阅图3(b)，Y轴移动单元可以实现Y轴滑块14沿Y轴方向移动，从而带动位移传感器1沿Y轴方向移动。参阅图3(a)，X轴移动单元可以实现XZ轴滑块22沿X轴方向移动，从而带动位移传感器1沿X轴方向移动；Z轴移动单元可以实现Z轴支架21相对XZ轴滑块22沿Z轴方向移动，从而带动位移传感器1沿Z轴方向移动。
主控模块设置在测量台3的壳体内。如图4所示，主控模块采用市售的MC2205-P控制板，该控制板是一种市售的信号控制与信号采集的电路板。该主控模块通过RS485总线与三轴伺服驱动器连接。该主控模块通过电缆线与五个位移传感器1分别连接，每路电路中工作电压为10V。
测量台3的壳体上设置有显示屏4以及操作按钮7，显示屏4以及操作按钮7通过RS485总线与主控模块连接。操作按钮7用于工作人员对三轴伺服驱动器进行操控，三轴移动机构带动位移传感器移动，位移传感器1测得的数据通过主控模块传输到显示屏4上显示。
优选地，测量台3的壳体上还可以设置有网口，网口与主控模块连接。这样电芯平面厚度测试装置可以通过数据线与工作现场的外部上位机的进行连接，实现电芯平面厚度测试装置与上位机之间通讯连接将数据传输到上位机上，工作人员可以在上位机上对数据进行进一步地分析研究。
本实施例的电芯平面厚度测试装置可实现设备量程内对被测电芯上任意点进行测量，大大提高工作效率，保证准确性。
上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限定本实用新型的保护范围。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、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种电芯平面厚度测试装置，其特征在于，包括：测量台、三轴伺服驱动器、三轴移动机构、位移传感器、主控模块；
其中，所述测量台的上表面作为电芯放置平面；
所述三轴移动机构包括X轴移动单元、Y轴移动单元、Z轴移动单元以及连接支架；
所述Y轴移动单元设置在所述测量台的壳体内，包括沿Y轴方向设置的Y轴支架，所述Y轴支架上安装有Y轴导轨，所述Y轴支架的一端固定有Y轴电机支架，所述Y轴电机支架上安装有Y轴电机，所述Y轴支架的另一端固定有Y轴丝杆支架，Y轴丝杆的一端与所述Y轴电机连接，Y轴丝杆的另一端与所述Y轴丝杆支架可转动连接，所述Y轴丝杆上安装有Y轴滑块；
所述连接支架固定在所述Y轴滑块上且延伸至所述测量台的壳体外侧；
所述X轴移动单元位于所述电芯放置平面的上方，包括沿X轴方向设置且固定在所述连接支架上的X轴支架，所述X轴支架上安装有X轴导轨，所述X轴支架的一端固定有X轴电机支架，所述X轴电机支架上安装有X轴电机，所述X轴支架的另一端固定有X轴丝杆支架，X轴丝杆的一端与所述X轴电机连接，X轴丝杆的另一端与所述X轴丝杆支架可转动连接，所述X轴丝杆上安装有XZ轴滑块；
所述Z轴移动单元包括沿Z轴方向设置的Z轴支架，所述Z轴支架上安装有Z轴导轨，所述Z轴支架的一端固定有Z轴电机支架，所述Z轴电机支架上安装有Z轴电机，所述Z轴支架的另一端固定有Z轴丝杆支架，Z轴丝杆的一端与所述Z轴电机连接，Z轴丝杆的另一端与所述Z轴丝杆支架可转动连接，所述XZ轴滑块还与所述Z轴丝杆连接；
所述三轴伺服驱动器设置在所述测量台的壳体内，分别与所述X轴电机、所述Y轴电机、所述Z轴电机连接电连接；
所述位移传感器安装在所述Z轴支架上，所述位移传感器的感应头朝向所述电芯放置平面；
所述主控模块分别与所述三轴伺服驱动器以及所述位移传感器连接。
2.如权利要求1所述的电芯平面厚度测试装置，其特征在于：
其中，所述Y轴移动单元设置为两组，两组Y轴移动单元呈左右对称设置；
所述连接支架设置为两个，分别与两组Y轴移动单元中的Y轴滑块相固定；
所述X轴移动单元为一组，所述X轴支架的两端分别与两个所述连接支架相固定；
所述Z轴移动单元为一组。
3.如权利要求2所述的电芯平面厚度测试装置，其特征在于：
其中，所述连接支架为L型钣金支架，具有水平设置的水平板部以及竖直设置的竖直板部。
4.如权利要求1所述的电芯平面厚度测试装置，其特征在于：
其中，所述位移传感器通过传感器支架固定在所述Z轴支架上。
5.如权利要求4所述的电芯平面厚度测试装置，其特征在于：
其中，所述位移传感器的数量为五个，所述传感器支架设置有五个安装孔位，五个位移传感器沿X轴方向呈并排设置安装在所述传感器支架的安装孔位中。
6.如权利要求1所述的电芯平面厚度测试装置，其特征在于：
其中，所述主控模块为MC2205-P控制板。
7.如权利要求1或6所述的电芯平面厚度测试装置，其特征在于：
其中，所述测量台的壳体上设置有显示屏以及操作按钮，所述显示屏以及所述操作按钮分别与所述主控模块连接。
8.如权利要求1或6所述的电芯平面厚度测试装置，其特征在于：
其中，所述测量台的壳体上设置有网口，所述网口与所述主控模块连接。
9.如权利要求1所述的电芯平面厚度测试装置，其特征在于：
其中，所述测量台的底部设置有可调节支脚。
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