具有拔插针功能的锂电池卷绕头的制作方法

本实用新型涉及电池制造技术领域，特别涉及一种具有拔插针功能的锂电池卷绕头。

背景技术：

圆柱型锂电池的电芯是由正极片、负极片和两道隔膜绕卷而成的中空圆柱体，锂电池的生产速度很大程度上取决于绕卷的快慢，因此卷绕头属于锂电池绕卷机中比较重要的工作组件。以往采用单工位，绕卷、贴终止胶和下料只能依次进行，在执行一个步骤时，其他机构只能等待，生产速度慢。为了解决这个问题，本公司开发了一种绕卷、贴终止胶和下料可连续同时完成的锂电池卷绕头。在下料工位，一般做法是利用机械手将卷好的电芯从卷针上抽出，然后转移到下一个工作位，这种设置要求机械手是多轴机械手，对动作精度提出了很高的要求，导致设备成本不够经济。

因此，有必要开发一种新的卷绕头结构来解决以上问题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种能让下料机械手简化的具有拔插针功能的锂电池卷绕头。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种具有拔插针功能的锂电池卷绕头，包括固定于架体上的支座、枢接于支座上的传动轴机构、设于传动轴机构后部的三个卷针驱动机构、设于传动轴机构前部的卷针机构和设于卷针机构外的卷针换工位驱动机构；所述卷针换工位驱动机构包括固定于架体上的换工位轴承座、在换工位轴承座内转动的齿轮块和固定于架体上的伺服电机，伺服电机通过驱动齿轮使齿轮块转动；所述卷针机构包括三个枢接于齿轮块内的卷针转轴、穿过卷针转轴的卷针拔插轴和位于卷针拔插轴前端的卷针；所述支座上设有三个拔插针机构，三个拔插针机构分别固定的对应于绕卷工位、贴终止胶工位和下料工位；每个拔插针机构包括固定于支座上的电机座和固定于电机座上的拔插电机，电机座上设有直线滑轨，拔插电机通过丝杆驱动一个可沿直线滑轨滑动的拔插针板，拔插针板能推动卷针拔插轴进行轴向的进退。

具体的，所述电机座上设有拔插针感应器，拔插针感应器用来感应拔插针板的位置。

具体的，每个卷针驱动机构均包括驱动电机和由驱动电机带动的齿形皮带；所述传动轴机构包括中心轴、套于中心轴外的小空心轴和套于小空心轴外的大空心轴，中心轴、小空心轴与大空心轴的同一端均设有与其一齿形皮带啮合的传动轮，中心轴、小空心轴与大空心轴的另一端均设有直齿轮；每个卷针转轴的后部设有一个与其一直齿轮啮合的卷针齿轮。

采用上述技术方案，本实用新型技术方案的有益效果是：

绕卷工位和贴终止胶工位的拔插针机构会驱动当前的卷针伸出，而下料工位的拔插针机构等机械手抓取电芯后让卷针缩回，这样下料机械手只需要进行平移动作即可，可以简化机械手结构，降低设备成本。

附图说明

图1为实施例锂电池绕卷机高速卷绕头的立体图；

图2为实施例传动轴机构的剖视图；

图3为实施例拔插针机构的立体图；

图4为实施例传动轴机构与卷针机构的配合图；

图5为实施例卷针机构和卷针换工位驱动机构的配合图；

图6为实施例卷针机构和卷针传动支撑机构的配合图。

图中数字表示：

1-支座；

2-传动轴机构，

21a-中心轴，

21b-小空心轴，

21c-大空心轴，

22-传动轮，

23-直齿轮；

3-卷针驱动机构，

31-驱动电机，

32-齿形皮带；

4-拔插针机构，

41-电机座，

411-直线滑轨，

412-拔插针感应器，

42-拔插电机，

43-丝杆，

44-拔插针板，

5-卷针机构，

51-卷针转轴，

511-卷针齿轮，

52-卷针拔插轴，

53-卷针；

6-卷针换工位驱动机构，

61-换工位轴承座，

62-齿轮块，

63-伺服电机，

64-换工位驱动齿轮，

7-卷针传动支撑机构，

71-连接体，

72-换位块，

73-第一磁力大轮，

74-第二磁力大轮，

75-第一磁力小轮，

76-第二磁力小轮，

77-小轮连接轴；

8-换工位检测机构。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：

如图1至图5所示，本实用新型的一种锂电池绕卷机高速卷绕头，包括固定于架体上的支座1、枢接于支座1上的传动轴机构2、设于传动轴机构2后部的三个卷针驱动机构3、固定于支座1上的三个拔插针机构4、设于传动轴机构2前部的卷针机构5、设于卷针机构5外的卷针换工位驱动机构6；每个卷针驱动机构3均包括驱动电机31和由驱动电机31带动的齿形皮带32；传动轴机构2包括中心轴21a、套于中心轴21a外的小空心轴21b和套于小空心轴21b外的大空心轴21c，中心轴21a、小空心轴21b与大空心轴21b的同一端均设有与其一齿形皮带32啮合的传动轮22，中心轴21a、小空心轴21b与大空心轴21b的另一端均设有直齿轮23；卷针换工位驱动机构6包括固定于架体上的换工位轴承座61、在换工位轴承座61内转动的齿轮块62和固定于架体上的伺服电机63，伺服电机63通过驱动齿轮64使齿轮块62转动；卷针机构5包括三个枢接于齿轮块62内的卷针转轴51、穿过卷针转轴51的卷针拔插轴52和位于卷针拔插轴52前端的卷针53，每个卷针转轴51的后部设有一个与其一直齿轮23啮合的卷针齿轮511。本卷绕头包括三个卷绕工位，需要循环进行卷绕、贴终止胶和下料动作。三个卷针驱动机构3通过传动轴机构2分别驱动三个卷针机构5，而衔接的中心轴21a、小空心轴21b与大空心轴21b是同轴设置的，所以换工位过程中驱动精度很高，三个工位同时进行操作，加工速度显著加快。

如图1和图3所示，每个拔插针机构4包括固定于支座1上的电机座41和固定于电机座41上的拔插电机42，电机座41上设有直线滑轨411和拔插针感应器412，拔插电机42通过丝杆43驱动一个可沿直线滑轨411滑动的拔插针板44，拔插针板44能推动卷针拔插轴52进行轴向的进退，拔插针感应器412用来感应拔插针板44的位置。三个拔插针机构4分别固定的对应于绕卷工位、贴终止胶工位和下料工位，三个卷针机构5会依次进入对应工位。绕卷工位和贴终止胶工位的拔插针机构4会驱动当前的卷针53伸出，而下料工位的拔插针机构4等机械手抓取电芯后让卷针53缩回，这样机械手只需要进行平移动作即可，可以简化机械手结构，降低设备成本。

如图5和图6所示，卷针机构5的前端设有卷针传动支撑机构7，卷针传动支撑机构7包括连接于齿轮块62上的连接体71、设于连接体71前端的换位块72，换位块72具有三个对应卷针53的支撑位。当卷针53伸出到极限时，其末端会伸入到换位块72上的支撑位，这样卷针53在旋转的时候就具有更好的稳定性，防止卷针53因为顶部悬空而变得容易变形甚至折断。

如图6所示，每个卷针转轴51的前端均固定有一个第一磁力大轮73，换位块72上枢接有与第一磁力大轮73一一相对的第二磁力大轮74，每个第一磁力大轮73与一个第一磁力小轮75接触传动，每个第二磁力大轮74与一个第二磁力小轮76接触传动，第一磁力小轮75和第二磁力小轮76通过枢接于连接体71一侧的小轮连接轴77连接。通过这些磁力轮能够使卷针53在转动的时候两端同时驱动，避免卷针53因单侧扭转而变得容易折断。

如图1所示，架体上还设有用来检测卷针53位置的换工位检测机构8。不管是绕卷前还是下料时，卷针53都需要有比较精确的定位，换工位检测机构8能够通过一个卷针53控制所有工位的位置，继而对伺服电机63的转动角度做出指示。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，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。