CN221821275U - 电芯单元纵向堆叠机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电芯单元纵向堆叠机，包括机台和设于机台的堆叠转运装置、旋转式工作台、能够驱动旋转式工作台旋转的旋转驱动机构以及设于旋转式工作台的堆叠后压紧装置和堆叠基准板；堆叠转运装置包括两组堆叠转运机构和能够驱动堆叠转运机构沿X向平移的X向堆叠平移驱动模组，通过堆叠转运装置将电芯单元输送到堆叠工位，然后堆叠到堆叠座上，最后通过堆叠后压紧装置将堆叠后的电芯单元压紧。本实用新型结构设计精简巧妙，能够同时转运两个电芯单元，使得堆叠时一次可以堆叠两个电芯单元，提高电芯单元堆叠时的堆叠效率。

Description

电芯单元纵向堆叠机

技术领域

本实用新型属于锂电池生产技术领域，更具体的说是涉及一种电芯单元纵向堆叠机。

背景技术

刀片电池(或称电芯)为平板状工件，在其生产组装过程中的堆叠工序必然涉及到电芯的取放料，目前采用的堆叠方式一般为将电芯逐一叠放到一起，多是电芯平放，现在考虑研究一种电芯堆叠时电芯是一一纵向(或称直立起来)放置的设备，通过该设备能够实现电芯纵向堆叠的全自动化，由于上游工序的电芯单元(电芯单元为包括上电芯和下电芯的双层电芯，上电芯和下电芯之间通过涂胶工艺粘接在一起)是平放的，通过翻转夹取装置将电芯单元取料并使得电芯单元成纵向直立状态，然后再通过堆叠机堆叠。同时还希望该堆叠机能够提高电芯堆叠效率，不是一次仅堆叠一个电芯单元。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种电芯单元纵向堆叠机，结构设计精简巧妙，能够同时转运两个电芯单元，使得堆叠时一次可以堆叠两个电芯单元，提高电芯单元堆叠时的堆叠效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：本实用新型提供了一种电芯单元纵向堆叠机，堆叠机包括机台和设于所述机台的堆叠转运装置、旋转式工作台、能够驱动所述旋转式工作台旋转的旋转驱动机构以及设于所述旋转式工作台的堆叠后压紧装置和堆叠基准板；

所述堆叠转运装置包括两组堆叠转运机构和能够驱动所述堆叠转运机构沿X向平移的X向堆叠平移驱动模组；

定义两组堆叠转运机构分别为第一堆叠转运机构和第二堆叠转运机构，且第一堆叠转运机构靠近右侧，每一所述堆叠转运机构皆包括转运座、转运升降气缸和转运夹紧机构，所述转运座安装于所述X向堆叠平移驱动模组，所述转运升降气缸的下端安装于所述转运座，通过转运升降气缸能够驱动所述转运夹紧机构上升；

所述转运夹紧机构包括用于放置电芯单元的转运架、转运短边夹紧单元、转运长边限位板和转运长边压紧单元，所述转运长边限位板位于所述转运架的纵向的一侧面，通过转运短边夹紧单元从两短边将电芯单元夹紧，通过转运长边限位板对电芯单元的一长边进行限位，并通过转运长边压紧单元从电芯单元的另一长边压紧；

所述旋转式工作台设有多个堆叠座，所述堆叠后压紧装置位于所述堆叠座处，且与所述堆叠座的数量与所述堆叠后压紧装置的数量一致；通过旋转驱动机构驱动旋转式工作台旋转使得对应的堆叠座与堆叠转运装置对接；

所述堆叠基准板纵向直立设于所述堆叠座处，以所述堆叠基准板为基准进行堆叠。

进一步地说，所述旋转式工作台设有两个堆叠座，所述堆叠座的两侧与所述旋转式工作台之间设有沿X向延伸的通道，转运架的上部穿过所述通道且沿X向平移状态下，电芯单元位于堆叠座的正上方。

进一步地说，所述转运架包括两Z向延伸的支撑板；所述转运短边夹紧单元包括转运短边驱动气缸和两转运短边夹爪，转运短边驱动气缸的动力输出端分别与两所述转运短边夹爪固定连接，每一所述转运短边夹爪皆设有一通孔，所述支撑板穿过所述通孔且通过其上端对电芯单元进行支撑；所述转运短边夹爪为类L型夹爪，通过转运短边驱动气缸驱动两转运短边夹爪靠近从短边将电芯单元夹紧。

进一步地说，定义所述第一堆叠转运机构的转运长边压紧单元为第一转运长边压紧单元；

第一转运长边压紧单元包括第一转运长边压紧气缸和第一转运压紧板，所述第一转运长边压紧气缸的动力输出端固定所述第一转运长边压紧气缸，通过第一转运长边压紧气缸驱动第一转运压紧板沿X向平移将电芯单元从长边压紧于转运长边限位板的表面。

进一步地说，定义所述第二堆叠转运机构的转运长边压紧单元为第二转运长边压紧单元；

所述第二转运长边压紧单元包括转运长边翻转气缸、第二转运压紧板和转运压紧柱，所述转运长边翻转气缸的动力输出端固定所述第二转运压紧板，所述转运压紧柱固定于所述第二转运压紧板的端部，第二转运压紧板沿Y向延伸，转运压紧柱沿X向延伸，通过转运长边翻转气缸驱动第二转运压紧板翻转带动转运压紧柱将电芯单元从长边压紧于转运长边限位板的表面。

进一步地说，所述第二堆叠转运机构还包括第二转运下板，所述转运架的下端固定安装于所述第二转运下板。

进一步地说，所述堆叠后压紧装置包括堆叠后压紧座、多个独立的整形后压紧机构和能够驱动所述堆叠后压紧座沿X向平移的X向堆叠后压紧平移驱动气缸，所述整形后压紧机构间隔设置于所述堆叠后压紧座；

每一整形后压紧机构皆包括整形后压紧升降驱动气缸、整形后压紧座和整形后压紧块，所述整形后压紧座固定于所述整形后压紧升降驱动气缸的动力输出端，所述整形后压紧块安装于所述整形后压紧座的下表面。

进一步地说，所述旋转驱动机构为伺服电机和凸轮分割器结构。

进一步地说，所述机台设有多根支撑柱，所述支撑柱的上端设置滚轮，所述滚轮与所述旋转式工作台的下表面接触并提供支撑。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型包括机台和设于机台的堆叠转运装置、旋转式工作台、能够驱动旋转式工作台旋转的旋转驱动机构以及设于旋转式工作台的堆叠后压紧装置和堆叠基准板；堆叠转运装置包括两组堆叠转运机构和能够驱动堆叠转运机构沿X向平移的X向堆叠平移驱动模组，通过堆叠转运装置将电芯单元输送到堆叠工位，然后堆叠到堆叠座上，最后通过堆叠后压紧装置将堆叠后的电芯单元压紧，本实用新型结构设计精简巧妙，能够同时转运两个电芯单元，使得堆叠时一次可以纵向堆叠两个电芯单元，提高电芯单元堆叠时的堆叠效率。

再者，本实用新型的堆叠转运装置包括两组堆叠转运机构和能够驱动堆叠转运机构沿X向平移的X向堆叠平移驱动模组，堆叠转运机构皆包括转运座、转运升降气缸和转运夹紧机构，转运夹紧机构包括用于放置电芯单元的转运架、转运短边夹紧单元、转运长边限位板和转运长边压紧单元，在电芯单元转运时通过短边夹紧、底部支撑和长边压紧将电芯单元固定住，在电芯单元转运到达堆叠位置后，转运短边夹紧单元和转运长边压紧单元能及时松开，为电芯单元的堆叠提供条件，且本实用新型结构设计巧妙，能一次转运两电芯单元，先后进行两电芯单元的堆叠，不会存在干涉等，结构运行稳定。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型的结构示意图(旋转式工作台图未示意)；

图3是本实用新型的堆叠转运装置的结构示意图之一；

图4是本实用新型的堆叠转运装置的结构示意图之二；

图5是本实用新型的堆叠转运装置的侧视图；

图6是本实用新型的堆叠转运装置的主视图；

图7是本实用新型的第一堆叠转运机构的结构示意图；

图8是本实用新型的第二堆叠转运机构的结构示意图；

图9是本实用新型的旋转式工作台处的结构示意图；

图10是本实用新型的堆叠后压紧装置的结构示意图；

图11是本实用新型的堆叠后压紧装置的俯视图；

各附图标记如下：

电芯单元10、堆叠机20；

堆叠转运装置2、第一堆叠转运机构21、转运座211、转运升降气缸212、顶升头2121、转运夹紧机构213、转运架2131、支撑板21311、转运短边夹紧单元2132、转运短边驱动气缸21321、转运短边夹爪21322、通孔213221、转运长边限位板2133、第一转运长边压紧单元2134、第一转运长边压紧气缸21341、第一转运压紧板21342、第一转运上板2135、第一转运下板2136、转运避让驱动气缸2137；

第二堆叠转运机构22、第二转运长边压紧单元221、转运长边翻转气缸2211、第二转运压紧板22111、转运压紧柱22112、第二转运下板222；

X向平移驱动模组23；

旋转式工作台31、堆叠座311、通道312、支撑柱313、滚轮314、绝缘底座315、旋转驱动机构32、堆叠后压紧装置33、堆叠后压紧座331、整形后压紧机构332、X向堆叠后压紧平移驱动气缸333、整形后压紧升降驱动气缸3321、整形后压紧座3322、整形后压紧块3323、堆叠基准板34、机台35。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的优点及功效。本实用新型也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本实用新型所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。

实施例：一种电芯单元纵向堆叠机，如图1到图11所示，所述电芯单元10为包括上电芯和下电芯的双层电芯，上电芯和下电芯之间通过涂胶工艺粘接在一起。

堆叠机20包括机台35和设于所述机台的堆叠转运装置2、旋转式工作台31、能够驱动所述旋转式工作台旋转的旋转驱动机构32以及设于所述旋转式工作台的堆叠后压紧装置33和堆叠基准板34；

所述堆叠转运装置包括两组堆叠转运机构和能够驱动所述堆叠转运机构沿X向平移的X向堆叠平移驱动模组23；

如图3到图8所示，堆叠转运装置2包括两组堆叠转运机构和能够驱动所述堆叠转运机构沿X向平移的X向堆叠平移驱动模组(比如伺服驱动模组，此为现有技术，故不赘述)23；

定义两组堆叠转运机构分别为第一堆叠转运机构21和第二堆叠转运机构22，且第一堆叠转运机构靠近右侧(针对图3所述方位而言)，每一所述堆叠转运机构皆包括转运座211、转运升降气缸212和转运夹紧机构213，所述转运座安装于所述X向堆叠平移驱动模组，所述转运升降气缸的下端安装于所述转运座，通过转运升降气缸能够驱动所述转运夹紧机构上升；

如图3到图8所示，所述转运夹紧机构包括用于放置电芯单元的转运架2131、转运短边夹紧单元2132、转运长边限位板2133和转运长边压紧单元，所述转运长边限位板位于所述转运架的纵向的一侧面，通过转运短边夹紧单元从两短边将电芯单元10夹紧，通过转运长边限位板对电芯单元的一长边进行限位，并通过转运长边压紧单元从电芯单元的另一长边压紧；

所述旋转式工作台设有多个堆叠座311，所述堆叠后压紧装置位于所述堆叠座处，且与所述堆叠座的数量与所述堆叠后压紧装置的数量一致；通过旋转驱动机构驱动旋转式工作台旋转使得对应的堆叠座与堆叠转运装置对接；

所述堆叠基准板纵向直立设于所述堆叠座处，以所述堆叠基准板为基准进行堆叠。

如图3到图8所示，本实施例中，所述转运架包括两Z向延伸的支撑板21311；所述转运短边夹紧单元包括转运短边驱动气缸21321和两转运短边夹爪21322，转运短边驱动气缸的动力输出端分别与两所述转运短边夹爪固定连接，每一所述转运短边夹爪皆设有一通孔213221，所述支撑板穿过所述通孔且通过其上端对电芯单元进行支撑；所述转运短边夹爪为类L型夹爪，通过转运短边驱动气缸驱动两转运短边夹爪靠近从短边将电芯单元夹紧。

如图3到图8所示，本实施例中，定义所述第一堆叠转运机构的转运长边压紧单元为第一转运长边压紧单元2134；

第一转运长边压紧单元包括第一转运长边压紧气缸21341和第一转运压紧板21342，所述第一转运长边压紧气缸的动力输出端固定所述第一转运长边压紧气缸，通过第一转运长边压紧气缸驱动第一转运压紧板沿X向平移将电芯单元从长边压紧于转运长边限位板的表面。

定义所述第二堆叠转运机构的转运长边压紧单元为第二转运长边压紧单元221；

如图3到图8所示，所述第二转运长边压紧单元包括转运长边翻转气缸2211、第二转运压紧板22111和转运压紧柱22112，所述转运长边翻转气缸的动力输出端固定所述第二转运压紧板，所述转运压紧柱固定于所述第二转运压紧板的端部，第二转运压紧板沿Y向延伸，转运压紧柱沿X向延伸，通过转运长边翻转气缸驱动第二转运压紧板翻转带动转运压紧柱将电芯单元从长边压紧于转运长边限位板的表面。

如图3到图8所示，本实施例中，所述第一堆叠转运机构还包括两第一转运上板2135、第一转运下板2136和转运避让驱动气缸2137，转运架包括左右两部分，每一第一转运上板皆与对应的转运架固定连接，第一转运上板与第一转运下板之间通过滑块滑轨结构滑动连接，所述转运避让驱动气缸动力输出端固定连接所述第一转运上板，通过转运避让驱动气缸驱动第一转运上板沿Y向平移从而带动对应的转运架平移。

如图8所示，所述第二堆叠转运机构还包括第二转运下板222，所述转运架的下端固定安装于所述第二转运下板。

如图5所示，所述转运升降气缸的推杆的端部固定顶升头2121，通过转运升降气缸驱动顶升头接触转运夹紧机构的底部。

如图9所示，所述旋转式工作台设有两个堆叠座，所述堆叠座的两侧与所述旋转式工作台之间设有沿X向延伸的通道312，转运架的上部穿过所述通道且沿X向平移状态下，电芯单元位于堆叠座的正上方。本实施例中，堆叠座的上方固定绝缘底座315，保护电芯单元。

如图1和图9所示，所述机台设有多根支撑柱313，所述支撑柱的上端设置滚轮314，所述滚轮与所述旋转式工作台的下表面接触并提供支撑。

本实施例中，所述旋转驱动机构为伺服电机和凸轮分割器结构。此为现有技术，故不赘述，且不限于上述结构，能够实现旋转式工作台的旋转即可。

如图10和图11所示，所述堆叠后压紧装置33包括堆叠后压紧座331、多个独立的整形后压紧机构332和能够驱动所述堆叠后压紧座沿X向平移的X向堆叠后压紧平移驱动气缸333，所述整形后压紧机构间隔设置于所述堆叠后压紧座；

如图10和图11所示，每一整形后压紧机构332皆包括整形后压紧升降驱动气缸3321、整形后压紧座3322和整形后压紧块3323，所述整形后压紧座固定于所述整形后压紧升降驱动气缸的动力输出端，所述整形后压紧块安装于所述整形后压紧座的下表面。

本实施例中，所述整形后压紧块为绝缘块且设有多个，间隔设于整形后压紧座的下表面。整形后压紧升降驱动气缸设有三个且分别位于整形后压紧座的两端和中间位置。此结构设计能够保证整形后对电芯单元压紧过程的稳定性，用力均匀，避免局部用力过大局部不受力的问题。

本实用新型的工作原理和工作过程为：

通过其它机构或人工将成纵向竖直状态的电芯单元放置在堆叠转运装置的转运架上，第一堆叠转运机构的第一转运长边压紧气缸驱动第一转运压紧板沿X向平移将电芯单元从长边压紧于转运长边限位板的表面，转运短边驱动气缸驱动两转运短边夹爪靠近从短边将电芯单元夹紧；同时第二堆叠转运机构的转运长边翻转气缸驱动第二转运压紧板翻转90°并带动转运压紧柱向靠近电芯单元的一侧靠近最终将电芯单元从长边压紧于转运长边限位板的表面,同样的，转运短边驱动气缸驱动两转运短边夹爪靠近从短边将电芯单元夹紧；然后X向堆叠平移驱动模组驱动第一堆叠转运机构到达堆叠位置后(此处指即将进入旋转式工作台的通道时)，转运升降气缸驱动转运夹紧机构上升到位后，第一转运长边压紧气缸缩回避让，转运短边夹爪松开，以堆叠基准板为堆叠基准面堆叠电芯，通过X向堆叠平移驱动模组继续向前推动即可实现该电芯单元的堆叠，然后转运避让驱动气缸驱动第一转运上板沿Y向平移从而带动对应的转运架向两侧平移进行避让，之后，同理进行第二堆叠转运机构的电芯单元的堆叠，由于第一堆叠转运机构的转运架和短边夹爪均向两侧打开，所以此时不会存在干涉，堆叠完成后各机构复位进行下一个堆叠过程；

等待所需数量的电芯单元堆叠完成后，X向堆叠后压紧平移驱动气缸驱动整形后压紧机构到位，然后多个整形后压紧升降驱动气缸分别驱动对应的整形后压紧块下降将多个电芯单元同时压紧；

然后旋转驱动机构驱动旋转式工作台旋转180°，在旋转式工作台堆叠另一侧的堆叠座堆叠电芯单元，重复上述的堆叠过程即可。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种电芯单元纵向堆叠机，其特征在于：堆叠机(20)包括机台(35)和设于所述机台的堆叠转运装置(2)、旋转式工作台(31)、能够驱动所述旋转式工作台旋转的旋转驱动机构(32)以及设于所述旋转式工作台的堆叠后压紧装置(33)和堆叠基准板(34)；

所述堆叠转运装置包括两组堆叠转运机构和能够驱动所述堆叠转运机构沿X向平移的X向堆叠平移驱动模组(23)；

定义两组堆叠转运机构分别为第一堆叠转运机构(21)和第二堆叠转运机构(22)，且第一堆叠转运机构靠近右侧，每一所述堆叠转运机构皆包括转运座(211)、转运升降气缸(212)和转运夹紧机构(213)，所述转运座安装于所述X向堆叠平移驱动模组，所述转运升降气缸的下端安装于所述转运座，通过转运升降气缸能够驱动所述转运夹紧机构上升；

所述转运夹紧机构包括用于放置电芯单元的转运架(2131)、转运短边夹紧单元(2132)、转运长边限位板(2133)和转运长边压紧单元，所述转运长边限位板位于所述转运架的纵向的一侧面，通过转运短边夹紧单元从两短边将电芯单元(10)夹紧，通过转运长边限位板对电芯单元的一长边进行限位，并通过转运长边压紧单元从电芯单元的另一长边压紧；

所述旋转式工作台设有多个堆叠座(311)，所述堆叠后压紧装置位于所述堆叠座处，且与所述堆叠座的数量与所述堆叠后压紧装置的数量一致；通过旋转驱动机构驱动旋转式工作台旋转使得对应的堆叠座与堆叠转运装置对接；

所述堆叠基准板纵向直立设于所述堆叠座处，以所述堆叠基准板为基准进行堆叠。

2.根据权利要求1所述的电芯单元纵向堆叠机，其特征在于：所述旋转式工作台设有两个堆叠座，所述堆叠座的两侧与所述旋转式工作台之间设有沿X向延伸的通道(312)，转运架的上部穿过所述通道且沿X向平移状态下，电芯单元位于堆叠座的正上方。

3.根据权利要求1所述的电芯单元纵向堆叠机，其特征在于：所述转运架包括两Z向延伸的支撑板(21311)；所述转运短边夹紧单元包括转运短边驱动气缸(21321)和两转运短边夹爪(21322)，转运短边驱动气缸的动力输出端分别与两所述转运短边夹爪固定连接，每一所述转运短边夹爪皆设有一通孔(213221)，所述支撑板穿过所述通孔且通过其上端对电芯单元进行支撑；所述转运短边夹爪为类L型夹爪，通过转运短边驱动气缸驱动两转运短边夹爪靠近从短边将电芯单元夹紧。

4.根据权利要求1所述的电芯单元纵向堆叠机，其特征在于：定义所述第一堆叠转运机构的转运长边压紧单元为第一转运长边压紧单元(2134)；

第一转运长边压紧单元包括第一转运长边压紧气缸(21341)和第一转运压紧板(21342)，所述第一转运长边压紧气缸的动力输出端固定所述第一转运长边压紧气缸，通过第一转运长边压紧气缸驱动第一转运压紧板沿X向平移将电芯单元从长边压紧于转运长边限位板的表面。

5.根据权利要求1所述的电芯单元纵向堆叠机，其特征在于：定义所述第二堆叠转运机构的转运长边压紧单元为第二转运长边压紧单元(221)；

所述第二转运长边压紧单元包括转运长边翻转气缸(2211)、第二转运压紧板(22111)和转运压紧柱(22112)，所述转运长边翻转气缸的动力输出端固定所述第二转运压紧板，所述转运压紧柱固定于所述第二转运压紧板的端部，第二转运压紧板沿Y向延伸，转运压紧柱沿X向延伸，通过转运长边翻转气缸驱动第二转运压紧板翻转带动转运压紧柱将电芯单元从长边压紧于转运长边限位板的表面。

6.根据权利要求1所述的电芯单元纵向堆叠机，其特征在于：所述第二堆叠转运机构还包括第二转运下板(222)，所述转运架的下端固定安装于所述第二转运下板。

7.根据权利要求1所述的电芯单元纵向堆叠机，其特征在于：所述堆叠后压紧装置(33)包括堆叠后压紧座(331)、多个独立的整形后压紧机构(332)和能够驱动所述堆叠后压紧座沿X向平移的X向堆叠后压紧平移驱动气缸(333)，所述整形后压紧机构间隔设置于所述堆叠后压紧座；

每一整形后压紧机构(332)皆包括整形后压紧升降驱动气缸(3321)、整形后压紧座(3322)和整形后压紧块(3323)，所述整形后压紧座固定于所述整形后压紧升降驱动气缸的动力输出端，所述整形后压紧块安装于所述整形后压紧座的下表面。

8.根据权利要求1所述的电芯单元纵向堆叠机，其特征在于：所述旋转驱动机构为伺服电机和凸轮分割器结构。

9.根据权利要求1所述的电芯单元纵向堆叠机，其特征在于：所述机台设有多根支撑柱(313)，所述支撑柱的上端设置滚轮(314)，所述滚轮与所述旋转式工作台的下表面接触并提供支撑。