CN220970192U - 电芯自动清洗装置及电芯生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电芯清洗技术领域，尤其涉及电芯自动清洗装置及电芯生产系统。该电芯自动清洗装置主要包括输送机构、第一清洗机构、翻转机构和第二清洗机构，沿电芯的输送方向，输送机构上依次设有第一清洗机构、翻转机构和第二清洗机构，第一清洗机构和第二清洗机构用于清洗电芯。翻转机构包括第一移动组件、翻转组件、调节组件和夹持组件，调节组件用于调节夹持组件的夹取距离。根据本实用新型的电芯自动清洗装置，由于翻转机构设有调节组件，调节组件可以调整夹持组件的夹取距离，即夹持组件可以夹持不同大小的电芯。这种设计提供了高度的灵活性，使得电芯自动清洗装置可以适应多种型号和尺寸的电芯，从而减少更换设备或进行手动调整的需求。

Description

电芯自动清洗装置及电芯生产系统

技术领域

本实用新型涉及电芯清洗技术领域，尤其涉及一种电芯自动清洗装置及电芯生产系统。

背景技术

在锂电池行业中，电芯作为其核心组成部分的质量直接关系到整体电池的性能及可靠性。为确保电芯质量，其表面经过清洗和涂胶工艺处理是常见的工艺流程。然而，在实际生产中，经常遇到电芯表面清洗不彻底、涂胶不均匀等问题，这些问题大多数源于两个方面：一是现有的清洗、涂胶工艺主要依赖于人工操作，人工的技术水平和外部因素都会影响到产品的质量；二是随着锂电池技术的进步，电芯型号日趋多样化，这导致现有的清洗装置常常不能满足多种型号电芯的夹持需求。

特别是后者问题，多种型号的电芯意味着形状、尺寸等都有所差异，而现有的清洗装置设计大多是针对某一特定型号或是几种近似型号的电芯。当新型号的电芯进入生产线时，现有的装置往往难以适应，这既导致了生产效率低下，更影响到了电芯的清洗质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是至少解决现有技术中无法满足对多种型号的电芯进行夹持的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的第一方面提出了一种电芯自动清洗装置，包括：

输送机构，沿电芯的输送方向，所述输送机构上依次设有第一清洗机构、翻转机构和第二清洗机构，所述第一清洗机构和所述第二清洗机构用于清洗所述电芯；

所述翻转机构包括第一移动组件、翻转组件、调节组件和夹持组件，所述第一移动组件与所述翻转组件传动连接，并用于驱动所述翻转组件移动，所述调节组件分别连接所述翻转组件和所述夹持组件，所述调节组件用于调节所述夹持组件夹持不用尺寸电芯的夹取间距。

根据本实用新型的电芯自动清洗装置，由于翻转机构设有调节组件，调节组件可以调整夹持组件的夹取距离，这意味着夹持组件可以夹持不同大小的电芯。这种设计提供了高度的灵活性，使得电芯自动清洗装置可以适应多种型号和尺寸的电芯，从而减少了更换设备或进行手动调整的需求。另外，翻转机构确保了电芯在经过第一次清洗之后可以自动翻转，然后进入第二次清洗。这消除了人工翻转电芯的需要，从而提高了生产效率和产品质量。最后，由于电芯自动清洗装置是自动化的清洗设备，它可以连续、迅速且准确地处理大量且不同大小的电芯，大大提高了生产效率。同时，由于人工干预的减少，可能出现的错误和不一致性也得到了减少，从而提高了产品的质量和可靠性。

另外，根据本实用新型的电芯自动清洗装置，还可具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的一些实施例中，所述调节组件为宽型气爪，且包括第一夹臂、气缸和第二夹臂，所述第一夹臂与所述第二夹臂均与所述气缸传动连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述夹持组件包括第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪连接所述第一夹臂，所述第二夹爪连接所述第二夹臂，所述第一夹爪和所述第二夹爪上均设有夹爪垫块。

在本实用新型的一些实施例中，还包括涂胶机构，所述涂胶机构设于所述输送机构上，沿所述电芯的输送方向，所述涂胶机构设于所述第二清洗机构的下游。

在本实用新型的一些实施例中，还包括上料机构和下料机构，沿所述电芯的输送方向，所述上料机构设于所述第一清洗机构的上游，所述下料机构设于所述涂胶机构的下游。

在本实用新型的一些实施例中，所述涂胶机构包括第二移动组件和涂胶机，第二移动组件与所述涂胶机传动连接，用于驱动所述涂胶机移动。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一清洗机构和所述第二清洗机构均包括第三移动组件和等离子清洗机，所述第三移动组件与所述等离子清洗机传动连接，用于驱动所述等离子清洗机移动。

在本实用新型的一些实施例中，所述输送机构包括传送带、驱动轮、从动轮和驱动部，所述驱动轮和所述从动轮分别与所述传送带传动连接，所述驱动部与所述驱动轮传动连接。

在本实用新型的一些实施例中，还包括视觉机构，沿所述电芯的输送方向，所述视觉机构设于所述第一清洗机构的上游。

和/或，所述第一移动组件包括导轨、滑块和伺服电机，所述伺服电机驱动所述滑块在所述导轨上移动，所述滑块连接所述翻转组件。

本实用新型的第二方面提出了电芯生产系统，包括如上述的电芯自动清洗装置。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了根据本实用新型实施方式的电芯自动清洗装置的第一视角的结构示意图；

图2示意性地示出了根据本实用新型实施方式的电芯自动清洗装置的第二视角的结构示意图；

图3示意性地示出了根据本实用新型实施方式的第一清洗机构或第二清洗机构的结构示意图；

图4示意性地示出了根据本实用新型实施方式的翻转机构的结构示意图；

图5为图4A处的放大结构示意图；

图6示意性地示出了根据本实用新型实施方式的涂胶机构的结构示意图。

附图标记如下：

100、电芯自动清洗装置；

10、上料机构；20、第一清洗机构；21、等离子清洗机；22、第三移动组件；23、清洗工作台；

30、翻转机构；31、夹持组件；311、第一夹爪；312、第二夹爪；32、调节组件；321、第一夹臂；322、第二夹臂；323、气缸；33、翻转组件；34、第一移动组件；40、第二清洗机构；

50、涂胶机构；51、涂胶机；52、第二移动组件；53、涂胶平台；

60、下料机构；70、视觉机构。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1至图6所示，根据本实用新型的实施方式，提出了一种电芯自动清洗装置100，该电芯自动清洗装置100主要包括输送机构、第一清洗机构20、翻转机构30和第二清洗机构40，沿电芯的输送方向，输送机构上依次设有第一清洗机构20、翻转机构30和第二清洗机构40，第一清洗机构20和第二清洗机构40用于清洗电芯。翻转机构30包括第一移动组件34、翻转组件33、调节组件32和夹持组件31，第一移动组件34与翻转组件33传动连接，第一移动组件34驱动翻转组件33移动，调节组件32分别连接翻转组件33和夹持组件31，调节组件32能够调节夹持组件31的夹取距离。

根据本实用新型的电芯自动清洗装置100，由于翻转机构30设有调节组件32，调节组件32可以调整夹持组件31的夹取距离，这意味着夹持组件31可以夹持不同大小的电芯。这种设计提供了高度的灵活性，使得电芯自动清洗装置100可以适应多种型号和尺寸的电芯，从而减少了更换设备或进行手动调整的需求。另外，翻转机构30确保了电芯在经过第一次清洗之后可以自动翻转，然后进入第二次清洗。这消除了人工翻转电芯的需要，从而提高了生产效率和产品质量。最后，由于电芯自动清洗装置100是自动化的清洗设备，它可以连续、迅速且准确地处理大量且不同大小的电芯，大大提高了生产效率。同时，由于人工干预的减少，可能出现的错误和不一致性也得到了减少，从而提高了产品的质量和可靠性。

可以理解的是，如图1至图3所示，第一清洗机构20和第二清洗机构40的结构相同，只是布置在输送机构的上下游的位置不同。

具体的，第一移动组件34为可在两轴方向，第一移动组件34包括两个导轨、滑块或滑车、驱动系统、编码器和控制系统，该导轨分别沿X轴和Z轴对应设置(本实施方式中平行于电芯的为X轴和Y轴、垂直于电芯的为Z轴)。滑块或滑车连接在导轨上，可以沿着导轨进行平滑移动。驱动系统可以是伺服电机、步进电机或其他类型的马达，与滑块或滑车连接，提供动力，使其沿着导轨移动。编码器用于监测滑块或滑车的实时位置，并将这些数据反馈给控制系统。控制系统通常是一个微控制器或PLC，它接收用户或主控制器的命令，控制驱动系统，使滑块或滑车达到指定的位置。

具体的，翻转组件33包括旋转平台、旋转轴和驱动器，驱动器可以设于第一移动组件34的滑块或滑车内，驱动器的旋转轴连接旋转平台并带动旋转平台转动，旋转平台连接调节组件32，进而可以带动调节组件32跟着转动。旋转平台负责持有并翻转物件，所以通常采用坚固的材料制成，例如铝合金或不锈钢，以确保长时间使用的稳定性和可靠性。旋转轴位于旋转平台的中心，连接旋转平台和驱动器。旋转轴由高强度材料制成，如硬化钢，以确保承受重物的旋转力。驱动器可以具有电动旋转马达和减速齿轮箱，电动旋转马达主要是负责为旋转轴提供转动动力。同时，为确保准确度，常采用伺服电机。减速齿轮箱分别连接电动旋转马达和旋转轴，通过减少转速来增加扭矩，确保旋转平台稳定地翻转。

可以理解的是，翻转机构30还可以包括定位部、支撑框架和控制部，定位部可以有旋转编码器和微调器。旋转编码器安装在旋转轴上，用于检测旋转平台的实际位置，与预定的位置进行比对，确保精确翻转。在需要的情况下，微调器可以细调旋转平台的位置，确保与目标位置完全对齐。支撑框架通常由坚固的材料制成，如钢或铝合金。提供结构稳定性，确保旋转平台、驱动轴和驱动机构的固定。控制部通常包括一个微处理器和相关的电子部件。接收操作员的命令，控制驱动器，接收并处理来自定位系统的数据。

具体的，调节组件32为宽型气爪，并且包括第一夹臂321、气缸323和第二夹臂322，第一夹臂321与第二夹臂322均与气缸323传动连接。气缸323作为动力来源，为调节组件32提供所需的动力以改变夹臂的相对位置。第一夹臂321固定于气缸323的一端，第二夹臂322固定于气缸323的另一端，并与第一夹臂321相对应。第一夹臂321和第二夹臂322均通过特定的机械接头或铰链与气缸323连接，以保证在气缸323作用时可进行平稳的动作。当需要调整夹取距离时，控制系统会向气缸323供应或排放压缩空气。这导致气缸323活塞移动，进而带动与其连接的夹臂移动，从而调节两个夹臂之间的距离。这种设计允许调节组件32适应各种大小的电芯，从而实现灵活、快速的夹取和释放。

具体的，夹持组件31包括第一夹爪311和第二夹爪312，第一夹爪311连接第一夹臂321，第二夹爪312连接第二夹臂322，第一夹爪311和第二夹爪312上均设有夹爪垫块。第一夹爪311直接与第一夹臂321连接，可以通过固定螺栓、焊接或其他机械连接方式与之连接，第二夹爪312与第二夹臂322连接，连接方式与第一夹爪311相同。夹爪垫块分别位于第一夹爪311和第二夹爪312的夹取端部，由柔软材料制造(例如橡胶或硅胶)，确保在夹取电芯时不会损坏电芯表面并提供额外的摩擦力以增强夹持稳定性。当调节组件32的气缸323运动，导致第一夹臂321和第二夹臂322移动时，由于夹爪与夹臂的连接，第一夹爪311和第二夹爪312也会相应地靠近或远离。当两个夹爪靠近时，夹爪垫块会首先接触电芯，柔软的材料确保了电芯表面不受损害。随后，夹爪继续移动，直到电芯被稳定夹持在两个夹爪之间。夹持组件31确保了电芯在翻转过程中的稳定性和安全性。夹爪垫块的设计可以避免在夹取过程中对电芯造成损害，同时增加了夹持力度，确保电芯在工艺过程中不会滑动或掉落。这种设计增强了可靠性和效率，从而提高了生产质量。

可以理解的是，夹取距离意味着第一夹爪311和第二夹爪312之间的距离。

在一些实施方式中，电芯自动清洗装置100还包括涂胶机构50，该涂胶机构50设于输送机构上，沿电芯的输送方向，涂胶结构设于第二清洗机构40的下游。涂胶机构50是为了在电芯清洗过程结束后，对其进行表面涂胶处理的部分，这样的设计可以确保电芯在清洗后被均匀地涂上保护性或导电性胶料，从而满足其在下一工艺阶段或在实际应用中的需求。

具体的，涂胶机构50包括第二移动组件52和涂胶机51，第二移动组件52可以在三轴方向移动，第二移动组件52设于涂胶工作台上，第二移动组件52与涂胶机51传动连接，第二移动组件52包括三轴线性导轨和三轴驱动系统，三轴线性导轨分别沿X、Y、Z轴设置，确保第二移动组件52在任意方向的平稳、准确移动。三轴驱动系统包括X轴电驱动器、Y轴电驱动器和Z轴电驱动器，分别控制涂胶机构50在X轴方向的移动、控制涂胶机构50在Y轴方向的移动和控制涂胶机51在Z轴方向的移动，尤其用于调节涂胶机51与电芯的距离，确保胶水的精确喷涂。三轴移动能力使涂胶机构50能够适应各种复杂的涂胶需求，不仅可以沿电芯的输送方向进行涂胶，还可以进行侧面、上下面的涂胶处理。这种设计增强了设备的适应性和多功能性，大大提高了生产效率和产品质量。

具体的，涂胶机51包括涂胶平台53、胶水存储罐、胶水泵、胶水管路和涂胶头。涂胶平台53用于水平放置电芯，胶水储存罐用于储存所需的胶水，设计有密封盖，确保胶水不会被污染。胶水泵控制胶水从储存罐流向涂胶头，确保胶水的供应稳定。胶水管路连接胶水储存罐和涂胶头，经常配有滤网以确保涂胶头不会被胶水中的杂质堵塞。涂胶头可以设置调节泵，通过调整泵速或开口大小，控制涂在电芯上的胶水量。

在一些实施方式中，电芯自动清洗装置100还包括上料机构10和下料机构60，沿电芯的输送方向，上料机构10设于第一清洗机构20的上游，下料机构60设于涂胶机构50的下游。上料机构10具有储料仓、振动给料器和导向轨道，储料仓用于存放未清洗电芯的容器，其内部设计为斜面结构，确保电芯可以自然滚动到输送带上。振动给料器安装在储料仓下部，用于确保电芯均匀、连续地送入传送带。导向轨道从储料仓引出，确保每个电芯能够顺利滚到传送带上，并防止电芯之间的碰撞。下料结构具有收集箱、弹簧缓冲带和分拣器，收集箱放置于传送带的末端，用于收集已经清洗并涂胶的电芯。弹簧缓冲带设置在收集箱的入口处，确保从传送带上滑落的电芯不会直接撞击到收集箱底部，从而避免损伤。分拣器可以根据电芯的类型或涂胶质量进行分拣，确保不合格的电芯被单独收集。电芯从储料仓通过导向轨道滚到传送带上，经过第一清洗机构20、翻转机构30、第二清洗机构40和涂胶机构50进行清洗和涂胶。清洗和涂胶完成后的电芯继续沿输送带前进，最后滑落到弹簧缓冲带上，并被收集到收集箱中。分拣器会对电芯进行质量检查，将不合格的电芯分离出来。

在一些实施方式中，第一清洗机构20和第二清洗机构40均包括第三移动组件22和等离子清洗机21，第三移动组件22与等离子清洗机21传动连接，用于驱动等离子清洗机21移动。

具体的，第三移动组件22可以在三轴方向移动，第三移动组件22设于清洗工作台23上，用于控制等离子清洗机21的定位和移动。等离子清洗机21包括清洗室、等离子发生器和喷嘴，清洗室为一个密封的空间，用于产生等离子并进行清洗操作。它通常由抗静电材料制成，以防止静电积聚。等离子发生器位于清洗室内，用于产生清洗电芯所需的等离子。喷嘴为引导等离子流向电芯的组件，它能确保等离子均匀地作用于电芯的表面。

在一些实施方式中，输送机构传送带、驱动轮、从动轮和驱动部，驱动轮和从动轮分别与传动带传动连接，驱动部与驱动轮传动连接，使驱动轮转动。

具体的，传动带为圈状，驱动轮和从动轮设于圈状之内的两端，并且传送带中间还设有多个滚轮，给传动带一个支撑。

在一些实施方式中，电芯自动清洗装置100还包括视觉机构70，沿电芯的输送方向，视觉机构70设于第一清洗机构20之前。视觉机构70可以为玻璃罩，罩在电芯自动清洗装置100上，方便操作者观察电芯情况。

本实施方式的电芯自动清洗装置100的工作流程为，电芯首先由操作者放置在上料机构10的输入端。上料机构10可以包括自动上料台或供料皮带，用于逐一送入电芯。电芯经由输送机构送入视觉机构70区域。视觉机构70通常包含摄像头和光源，用于对每个电芯进行外观检查，确保其没有可见的缺陷、损坏或异物。若有需要，视觉机构70还可以检测电芯的定位，以确保后续的清洗和涂胶步骤准确进行。清洗前的电芯由输送机构送入第一清洗机构20。第一清洗机构20使用等离子技术或其他清洗技术去除电芯上的污渍、油迹等污染物。为确保电芯的双面都得到彻底清洗，经第一次清洗的电芯由输送机构传输至翻转机构30。翻转机构30接收电芯，将其翻转180°，为第二次清洗做好准备。翻转后的电芯进入第二清洗机构40进行再次清洗。第二清洗的过程与第一次清洗类似，确保电芯的另一面也得到彻底清洗。清洗完毕的电芯经由输送机构送入涂胶机构50。涂胶机构50自动均匀地在电芯指定部位涂上胶水，为后续的组装或固定工作做准备。涂胶后的电芯继续通过输送机构送达下料机构60。下料机构60可以将电芯放置在指定的托盘或其他存储装置中，等待下一步操作或搬运。总的来说，这种自动清洗装置集合了现代化生产线上的多个关键技术和步骤，能够高效地对电芯进行清洗、涂胶和质检，大大提高生产效率和产品质量。

本实施方式还提供了一种电芯生产系统，包括上述的电芯自动清洗装置。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电芯自动清洗装置，其特征在于，包括：

输送机构，沿电芯的输送方向，所述输送机构上依次设有第一清洗机构、翻转机构和第二清洗机构，所述第一清洗机构和所述第二清洗机构用于清洗所述电芯；

所述翻转机构包括第一移动组件、翻转组件、调节组件和夹持组件，所述第一移动组件与所述翻转组件传动连接，并用于驱动所述翻转组件移动，所述调节组件分别连接所述翻转组件和所述夹持组件，所述调节组件用于调节所述夹持组件夹持不用尺寸电芯的夹取间距。

2.根据权利要求1所述的电芯自动清洗装置，其特征在于，所述调节组件为宽型气爪，且包括第一夹臂、气缸和第二夹臂，所述第一夹臂与所述第二夹臂均与所述气缸传动连接。

3.根据权利要求2所述的电芯自动清洗装置，其特征在于，所述夹持组件包括第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪连接所述第一夹臂，所述第二夹爪连接所述第二夹臂，所述第一夹爪和所述第二夹爪上均设有夹爪垫块。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电芯自动清洗装置，其特征在于，还包括涂胶机构，所述涂胶机构设于所述输送机构上，沿所述电芯的输送方向，所述涂胶机构设于所述第二清洗机构的下游。

5.根据权利要求4所述的电芯自动清洗装置，其特征在于，还包括上料机构和下料机构，沿所述电芯的输送方向，所述上料机构设于所述第一清洗机构的上游，所述下料机构设于所述涂胶机构的下游。

6.根据权利要求4所述的电芯自动清洗装置，其特征在于，所述涂胶机构包括第二移动组件和涂胶机，所述第二移动组件与所述涂胶机传动连接，用于驱动所述涂胶机移动。

7.根据权利要求1-3任一项所述的电芯自动清洗装置，其特征在于，所述第一清洗机构和所述第二清洗机构均包括第三移动组件和等离子清洗机，所述第三移动组件与所述等离子清洗机传动连接，用于驱动所述等离子清洗机移动。

8.根据权利要求1-3任一项所述的电芯自动清洗装置，其特征在于，所述输送机构包括传送带、驱动轮、从动轮和驱动部，所述驱动轮和所述从动轮分别与所述传送带传动连接，所述驱动部与所述驱动轮传动连接。

9.根据权利要求1-3任一项所述的电芯自动清洗装置，其特征在于，还包括视觉机构，沿所述电芯的输送方向，所述视觉机构设于所述第一清洗机构的上游；

和/或，所述第一移动组件包括导轨、滑块和伺服电机，所述伺服电机驱动所述滑块在所述导轨上移动，所述滑块连接所述翻转组件。

10.一种电芯生产系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电芯自动清洗装置。