电芯卷绕机构的制作方法
【专利摘要】一种电芯卷绕机构，包括两间隔并相对设置的电芯夹持机构和用以带动电芯夹持机构转动而实现电芯卷绕的旋转驱动机构，旋转驱动机构包括：两中空减速器、两转轴以及两伺服电机，各中空减速器具有沿轴向贯通的轴孔，两电芯夹持机构位于两中空减速器之间；转轴为轴向中空的空心轴，两转轴分别贯穿在两中空减速器的轴孔中且转轴的两端分别向外穿出中空减速器的端面，两电芯夹持机构直接与两中空减速器的转轴相连；两伺服电机分别与两中空减速器相连，以带动两中空减速器同步旋转，进而带动两电芯夹持机构同步旋转而实现电芯卷绕。本实用新型的电芯卷绕机构结构更简单、可靠性更高、同步性更好。
【专利说明】电芯卷绕机构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械制造【技术领域】，尤其涉及电池制造设备上的电芯卷绕机构。
【背景技术】
[0002]叠片机是用以制造锂离子电池、镍氢电池及镍铬电池的设备，其通常包括:上料机构、叠片机构、隔膜放料及纠偏机构、隔膜切断机构、挑隔膜机构、电芯卷绕机构以及贴胶机构等，工作时，由隔膜放料及纠偏机构下放隔膜，同时叠片机构带动隔膜左右移动，上料机构的吸料机械手同步左右移动而交替吸附正、负极片放置在隔膜上，如此循环至设定层数，完成叠片，之后由挑隔膜机构将隔膜挑成设定长度，再由隔膜切断机构切断隔膜，由电芯残卷机构将预定长度的残余隔膜卷绕于完成叠片后的电芯外周，最后由贴胶机构收尾贴胶。
[0003]电芯卷绕机构通常都具有一对分别夹持在电芯两端的电芯夹持机构，其中一电芯夹持机构通过电机和减速器驱动，该减速器还通过由传动连杆组成的传动机构与另一个电芯夹持机构相连，从而使一侧的电机、减速器能够带动两侧的电芯夹持机构旋转，实现电芯卷绕。然而，由于传动机构传递动能会有一定的滞后性，造成电芯两端的旋转不同步，导致电芯扭曲变形而影响电芯卷绕质量。而且传动机构结构复杂，可靠性低，故障率高。
实用新型内容
[0004]本实用新型之目的在于提供一种结构简单、可靠性高的电芯卷绕机构。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提出一种电芯卷绕机构，包括:两间隔并相对设置的电芯夹持机构和用以带动电芯夹持机构转动而实现电芯卷绕的旋转驱动机构，所述旋转驱动机构包括:两中空减速器、两转轴以及两伺服电机，各中空减速器具有沿轴向贯通的轴孔，两电芯夹持机构位于两中空减速器之间；转轴为轴向中空的空心轴，两转轴分别贯穿在两中空减速器的轴孔中且转轴的两端分别向外穿出中空减速器的端面，两电芯夹持机构直接与两中空减速器的转轴相连；两伺服电机分别与两中空减速器相连，以带动两中空减速器同步旋转，进而带动两电芯夹持机构同步旋转而实现电芯卷绕。
[0006]更优地，每个电芯夹持机构均包括:外框、卷绕夹子和夹持驱动机构，外框包括:一固定臂和两相互平行的悬臂，两悬臂的一端固定在所述固定臂上并与所述固定臂围成一容纳空间；卷绕夹子位于所述容纳空间中，所述卷绕夹子包括:第一夹板、第二夹板以及四根垂直穿过第一、第二夹板的导杆，第一夹板和第二夹板均平行于所述悬臂，且所述第一夹板和所述第二夹板上均设有供导杆穿入其中的直线轴承，所述四根导杆分别位于同一四边形的四角位置，各导杆的两端分别固定在两悬臂上；夹持驱动机构用以带动所述第一夹板和第二夹板相互靠近或相互远离。
[0007]更优地，所述外框的固定臂与所述转轴的端部相连。
[0008]更优地，夹持驱动机构包括:一第一齿条、一第二齿条、齿轮以及一气缸；第一齿条与第一夹板垂直相连；第二齿条与第二夹板垂直相连；齿轮位于所述第一夹板和所述第二夹板之间，且所述齿轮也位于所述第一齿条和所述第二齿条之间并分别与所述第一齿条和所述第二齿条啮合；气缸活塞杆端与第一夹板相连，以通过驱动该夹板沿靠近或远离第二夹板的方向移动来带动第一齿条动作，并通过齿轮和第二齿条的传动配合而使所述第二夹板以与第一夹板移动方向相反的方向移动，进而实现所述第一夹板和第二夹板相互靠近或相互远离。
[0009]更优地，所述第一夹板和第二夹板均沿水平方向设置，所述第一齿条和第二齿条均沿竖直方向设置，所述外框的固定臂竖直，所述外框的两悬臂水平。
[0010]更优地，所述第一齿条的上端通过固定件固定在所述第一夹板的下表面，下端向下穿过所述第二夹板；所述第二齿条的下端通过固定件固定在所述第二夹板的上表面，上端向上穿过所述第一夹板。
[0011]更优地，所述第一夹板位于所述第二夹板的上方。
[0012]更优地，各伺服电机的下方还分别设置有一个进退驱动机构，以缩短或增加两电芯夹持机构间的距离。
[0013]更优地，所述进退驱动机构包括:至少一导轨和一无杆气缸，所述导轨的长度方向与所述两电芯夹持机构的连线方向一致，所述进退驱动机构通过一支架与所述中空减速器相连，所述支架的上端固定在所述中空减速器上，所述支架的底面设置有与所述导轨配合的滑槽，所述无杆气缸与所述支架的底端相连，以推动支架沿着导轨滑动。
[0014]更优地，所述导轨的数量为两根，两所述导轨平行，且所述无杆气缸位于两导轨之间。
[0015]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:本实用新型通过给两电芯夹持机构分别配备一个由伺服电机带动的中空减速器，来使两电芯夹持机构保持同步工作，防止电芯两端因不同步而造成电芯扭曲，另外，因转轴贯穿在中空减速器中，使得电芯夹持机构可直接固定在转轴上，从而大大简化了旋转驱动机构的结构，使得整个设备故障率更低，维护更简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型电芯卷绕机构的主视图。
[0017]图2为本实用新型电芯卷绕机构的俯视图。
[0018]图3为卷绕夹子与齿轮、齿条的配合示意图。
[0019]附图标记说明如下:441、电芯夹持机构；4411、第一夹板；4412、第二夹板；4413、第一齿条；4413a、固定件；4414、第二齿条；4414a、固定件；4415、齿轮；4416、气缸；4417、外框;4417a、固定臂;4417b、悬臂；4418、导杆;4419、直线轴承;442、旋转驱动机构；4421、伺服电机；4422、中空减速器；4423、转轴；443、进退驱动机构；4431、导轨；4432、无杆气缸；4433、支架。
【具体实施方式】
[0020]为了进一步说明本实用新型的原理和结构，现结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。
[0021]参阅图1、图2和图3，本实用新型的电芯卷绕机构包括:一对间隔并相对设置的电芯夹持机构441、一对用以带动各电芯夹持机构441转动而实现电芯卷绕的旋转驱动机构442以及设置在各旋转驱动机构442下方的进退驱动机构443。
[0022]各电芯夹持机构441均包括:外框4417、卷绕夹子和夹持驱动机构。
[0023]外框4417包括:一竖直方向的固定臂4417a和分别垂直连接在固定臂两端的沿水平方向设置的两悬臂4417b。两悬臂4417b的一端固定在固定臂上并与固定臂围成一容纳空间。卷绕夹子和夹持驱动机构均位于该容纳空间内。
[0024]卷绕夹子包括:第一夹板4411、第二夹板4412以及四根垂直穿过第一夹板4411、第二夹板4412的导杆4418。第一夹板4411和第二夹板4412均水平，四根导杆4418竖直设置，第一夹板4411位于第二夹板4412的上方。第一夹板4411和第二夹板4412上均设有供导杆4418穿入其中的直线轴承4419，四根导杆4418分别位于同一四边形的四角位置，各导杆4418的两端分别固定在两悬臂4417b上。
[0025]夹持驱动机构用以带动第一夹板4411和第二夹板4412相互靠近或相互远离。夹持驱动机构包括:第一齿条4413、第二齿条4414、齿轮4415以及气缸4416。
[0026]第一齿条4413和第二齿条4414均沿竖直方向设置。第一齿条4413与第一夹板4411垂直并相连，第二齿条4414与第二夹板4412垂直并相连。第一齿条4413的上端通过固定件4413a固定在第一夹板4411的下表面，下端向下穿过第二夹板4412 ;第二齿条4414的下端通过固定件4414a固定在第二夹板4412的上表面，上端向上穿过第一夹板4411。第一夹板4411和第二夹板4412上分别设置有供第二齿条4414和第一齿条4413穿入的穿孔。
[0027]齿轮4415通过固定轴固定在固定臂4417a上，其位于第一夹板4411与第二夹板4412之间，且也位于第一齿条4413和第二齿条4414之间并分别与第一齿条4413和第二齿条4414啮合。
[0028]气缸4416的缸体固定在外框4417的悬臂4417b上，活塞杆端与第一夹板4411相连，以通过驱动第一夹板4411沿靠近或远离第二夹板4412的方向移动来带动第一齿条4413动作，并通过齿轮4415和第二齿条4414的传动配合而使第二夹板4412以与第一夹板4411移动方向相反的方向移动，进而实现使第一夹板4411和第二夹板4412相互靠近或相互远离。
[0029]由于在悬臂4417b之间固定有四根导杆4418，使得第一夹板4411和第二夹板4412在相对运动时，能够始终保持水平，从而使卷绕夹子能够平整地夹持电芯，确保高质量地实现电芯卷绕。
[0030]旋转驱动机构442包括:两中空减速器4422、两转轴4423和两伺服电机4421。
[0031]各中空减速器4422具有沿轴向贯通的轴孔。
[0032]两转轴4423分别贯穿在两中空减速器4422的轴孔中且转轴4423的两端分别向外穿出中空减速器4422的端面。两电芯夹持机构441位于两中空减速器4422之间，并直接与两中空减速器4422的转轴4423相连。具体地，两电芯夹持机构441的固定臂连接在转轴4423的端部。
[0033]两伺服电机4421分别与两中空减速器4422相连，两伺服电机4421可借助一外部的控制器实现同步转动，进而带动两中空减速器4422同步旋转，从而使两电芯夹持机构441也同步旋转。
[0034]转轴4423为轴向中空的空心轴，气缸4416的气路管可经由该空心轴与外部气源相连，从而简化了气缸4416的气路，使电芯夹持机构441结构更紧凑。
[0035]进退驱动机构443包括:两平行设置的导轨4431和位于两导轨4431之间的一无杆气缸4432。各旋转驱动机构442分别通过一支架4433与中空减速器4422相连，支架4433下端的两侧分别设置有两个滑槽，以分别对应与两导轨4431配合，使支架4433可沿着导轨4431滑动。无杆气缸4432与支架4433的底端相连，以推动支架4433沿着导轨4431滑动。导轨4431的长度方向与两电芯夹持机构441的连线方向一致，当无杆气缸4432推动支架4433沿着导轨4431滑动时，可带动减速机及与减速机相连的电芯夹持机构441也沿着导轨4431滑动，从而用以缩短或增加两电芯夹持机构441间的距离。
[0036]电芯卷绕机构工作时，由外部机械手将电芯送至两电芯夹持机构441之间，之后，由进退驱动机构443驱动两电芯夹持机构441靠近电芯，并使电芯的端部位于各电芯夹持机构441的第一夹板4411和第二夹板4412之间，启动气缸4416，使其带动第一夹板4411向下移动，与此同时，第二夹板4412由齿轮4415、齿条带动而向上移动，夹住电芯，之后，启动两伺服电机4421，使其带动两减速机同步旋转，进而带动两电芯夹持机构441同步旋转，实现电芯卷绕。
[0037]需要说明的是，在本实施例中，由于电芯沿着水平方向设置，因此，第一夹板、第二夹板均沿水平方向设置，而导杆、第一齿条和第二齿条均沿竖直方向设置，当电芯沿着其他方位设置时，第一夹板、第二夹板、导杆、第一齿条、第二齿条的设置方位也随之改变。
[0038]以上仅为本实用新型的较佳可行实施例，并非限制本实用新型的保护范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种电芯卷绕机构，其特征在于，包括:两间隔并相对设置的电芯夹持机构和用以带动电芯夹持机构转动而实现电芯卷绕的旋转驱动机构，所述旋转驱动机构包括: 两中空减速器，各中空减速器具有沿轴向贯通的轴孔，两电芯夹持机构位于两中空减速器之间； 两转轴，其为轴向中空的空心轴，两转轴分别贯穿在两中空减速器的轴孔中且转轴的两端分别向外穿出中空减速器的端面，两电芯夹持机构直接与两中空减速器的转轴相连； 两伺服电机，分别与两中空减速器相连，以带动两中空减速器同步旋转，进而带动两电芯夹持机构同步旋转而实现电芯卷绕。
2.如权利要求1所述的电芯卷绕机构，其特征在于，每个电芯夹持机构均包括: 外框，其包括:一固定臂和两相互平行的悬臂，两悬臂的一端固定在所述固定臂上并与所述固定臂围成一容纳空间； 卷绕夹子，位于所述容纳空间中，所述卷绕夹子包括:第一夹板、第二夹板以及四根垂直穿过第一、第二夹板的导杆，第一夹板和第二夹板均平行于所述悬臂，且所述第一夹板和所述第二夹板上均设有供导杆穿入其中的直线轴承，所述四根导杆分别位于同一四边形的四角位置，各导杆的两端分别固定在两悬臂上； 夹持驱动机构，用以带动所述第一夹板和第二夹板相互靠近或相互远离。
3.如权利要求2所述的电芯卷绕机构，其特征在于，所述外框的固定臂与所述转轴的端部相连。
4.如权利要求2所述的电芯卷绕机构，其特征在于，夹持驱动机构包括: 一第一齿条，与第一夹板垂直相连； 一第二齿条，与第二夹板垂直相连； 一齿轮，位于所述第一夹板和所述第二夹板之间，且所述齿轮也位于所述第一齿条和所述第二齿条之间并分别与所述第一齿条和所述第二齿条啮合； 一气缸，其活塞杆端与第一夹板相连，以通过驱动该夹板沿靠近或远离第二夹板的方向移动来带动第一齿条动作，并通过齿轮和第二齿条的传动配合而使所述第二夹板以与第一夹板移动方向相反的方向移动，进而实现所述第一夹板和第二夹板相互靠近或相互远离。
5.如权利要求4所述的电芯卷绕机构，其特征在于，所述第一夹板和第二夹板均沿水平方向设置，所述第一齿条和第二齿条均沿竖直方向设置，所述外框的固定臂竖直，所述外框的两悬臂水平。
6.如权利要求4所述的电芯卷绕机构，其特征在于，所述第一齿条的上端通过固定件固定在所述第一夹板的下表面，下端向下穿过所述第二夹板；所述第二齿条的下端通过固定件固定在所述第二夹板的上表面，上端向上穿过所述第一夹板。
7.如权利要求6所述的电芯卷绕机构，其特征在于，所述第一夹板位于所述第二夹板的上方。
8.如权利要求1-7中任一项所述的电芯卷绕机构，其特征在于，各伺服电机的下方还分别设置有一个进退驱动机构，以缩短或增加两电芯夹持机构间的距离。
9.如权利要求8中任一项所述的电芯卷绕机构，其特征在于，所述进退驱动机构包括:至少一导轨和一无杆气缸，所述导轨的长度方向与所述两电芯夹持机构的连线方向一致，所述进退驱动机构通过一支架与所述中空减速器相连，所述支架的上端固定在所述中空减速器上，所述支架的底面设置有与所述导轨配合的滑槽，所述无杆气缸与所述支架的底端相连，以推动支架沿着导轨滑动。
10.如权利要求9中任一项所述的电芯卷绕机构，其特征在于，所述导轨的数量为两根，两所述导轨平行，且所述无杆气缸位于两导轨之间。
【文档编号】H01M10/0587GK204230366SQ201420654294
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】谢启阳 申请人:深圳市富泰顶精密机械有限公司