卷针机构及卷绕设备的制作方法

本实用新型涉及电池自动化设备技术领域，具体是涉及一种卷针机构及卷绕设备。

背景技术：

在电池的电芯制备过程中，一般采用卷绕设备的卷针机构将极片和隔膜等卷绕材料进行卷绕以形成电池的电芯。目前，卷绕成的电芯容易出现极耳错位的问题，而极耳错位本质上是由于极片和隔膜厚度决定的。其中，极耳沿着极片的长度方向间隔设置在极片的一侧，当来料厚度较大或者较小时，来料卷绕在卷针机构上的周长相应的变大或者变小，从而引起极耳的错位。而目前无法保证来料厚度完全一致，难以解决极耳错位的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种卷针机构及卷绕设备，以解决现有技术中卷针机构卷绕的电芯出现极耳错位的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例采用的一个技术方案是：一种卷针机构，卷针组件，包括第一卷针和第二卷针，所述第一卷针和所述第二卷针相对设置且沿径向拼合形成所述卷针组件，所述第一卷针和所述第二卷针之间形成用于夹设卷绕材料的狭缝；

浮动块，所述第一卷针和所述第二卷针中的至少一个卷针的外侧设置有所述浮动块，所述浮动块能够相对所述卷针径向移动，所述浮动块远离所述卷针的外侧面用于卷绕卷绕材料；

调节组件，与所述浮动块及所述卷针连接，用于调节所述浮动块与所述卷针之间的距离。

在一具体实施例中，所述第一卷针和/或所述第二卷针的外侧面设置有安装凹槽，所述安装凹槽内设置有所述浮动块。

在一具体实施例中，所述调节组件包括：

固定块，和所述卷针连接，所述浮动块的至少部分伸入所述固定块和所述卷针形成的卡槽内且所述浮动块和所述固定块之间存在调节间隙，所述固定块和所述浮动块对应的位置分别设置有第一螺纹孔和第二螺纹孔，所述第一螺纹孔内具有第一内螺纹，所述第二螺纹孔内具有第二内螺纹；

调节螺杆，所述调节螺杆的外表面包括第一外螺纹和第二外螺纹，所述第一外螺纹和所述第一内螺纹连接，所述第二外螺纹和所述第二内螺纹连接。

在一具体实施例中，所述第一内螺纹和所述第二内螺纹的螺纹旋向相同，所述第一内螺纹和所述第二内螺纹的螺距不同。

在一具体实施例中，所述固定块和所述浮动块之间夹设有弹性件。

在一具体实施例中，还包括：

检测装置，用于检测所述卷绕材料的厚度；

锁附装置，用于驱动所述调节螺杆旋转；

控制装置，与所述检测装置和所述锁附装置连接，用于接受所述检测装置的检测信息后控制所述锁附装置驱动所述调节螺杆运动。

在一具体实施例中，所述锁附装置包括：

螺丝刀；

旋转驱动件，所述旋转驱动件的驱动端和所述螺丝刀传动连接，可以驱动所述螺丝刀旋转；

移动驱动件，所述移动驱动件的驱动端和所述螺丝刀传动连接，可以驱动所述螺丝刀移动至和所述调节螺杆连接以使得所述旋转驱动件驱动所述螺丝刀带动所述调节螺杆旋转。

在一具体实施例中，所述调节组件包括：

固定块，和所述卷针连接，所述浮动块的至少部分伸入所述固定块和所述卷针形成的卡槽内且所述浮动块和所述固定块之间存在调节间隙，所述固定块和所述浮动块之间夹设有一弹性件，所述弹性件对所述浮动块施加一朝向所述卷针的第一作用力；

气囊，夹设于所述浮动块和所述卷针之间；

其中，当对所述气囊内充气时，所述气囊膨胀对所述浮动块施加一远离所述卷针的第二作用力，所述第二作用力大于所述第一作用力使得所述浮动块远离所述卷针移动一定的距离。

在一具体实施例中，还包括：

检测装置，用于检测所述卷绕材料的厚度；

充放气装置，与所述气囊连接，用于对所述气囊充放气；

控制装置，与所述检测装置和所述充放气装置连接，用于接受所述检测装置的检测信息后控制所述充放气装置对所述气囊充放气。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例采用的另一个技术方案是：一种卷绕设备，包括如上任一实施例所述的卷针机构，所述卷针机构用于将所述卷绕材料卷绕以形成电芯。

本实用新型的有益效果是：

相较于现有技术，应用本实用新型的技术方案，通过在卷针的外侧设置有浮动块，在浮动块和卷针之间连接有调节组件，利用调节组件能够调节浮动块和卷针之间的距离，从而可以调节用于卷绕卷绕材料的卷绕面的周长。当检测装置检测到卷绕材料的厚度后，可以控制外部装置驱动调节组件自动调节浮动块和卷针之间的距离，使得卷绕面的周长相应地变大或者变小，以适应不同厚度的卷绕材料。当卷绕材料的厚度较大时，可以将浮动块和卷针之间的距离调小，使得卷绕面的周长变小；当卷绕材料的厚度较小时，可以将浮动块和卷针之间的距离调大，使得卷绕面的周长变大。由此，可以保证极耳的位置准确，从而防止出现极耳错位的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本实用新型的一实施例提供的卷针机构的剖视示意图；

图2是图1中圆圈a内结构的放大示意图；

图3是本实用新型的另一实施例提供的卷针机构的剖视示意图。

具体实施方式

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实施方式作详细说明。此外，下文中的优选实施方式仅仅是本实用新型的部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1-图3所示，本实用新型提供一种卷针机构，包括：卷针组件、浮动块和调节组件。卷针组件包括第一卷针1和第二卷针2，第一卷针1和第二卷针2相对设置且沿径向拼合形成卷针组件，第一卷针1和第二卷针2之间形成用于夹设卷绕材料的狭缝。第一卷针1和第二卷针2中的至少一个卷针的外侧设置有浮动块，浮动块能够相对该卷针径向移动，浮动块远离该卷针的外侧面用于卷绕卷绕材料。调节组件与浮动块及该卷针连接，用于调节浮动块与该卷针之间的距离。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，卷针是指第一卷针1和第二卷针2中外侧设置有浮动块的那个，如果第一卷针1的外侧设置有浮动块，那么卷针是指第一卷针1，如果第二卷针2的外侧设置有浮动块，那么卷针是指第二卷针2，如果第一卷针1和第二卷针2的外侧均设置有浮动块，那么卷针是指第一卷针1和第二卷针。

具体而言，浮动块的数量至少有一个，可以仅设置在第一卷针1的外侧，也可以仅设置在第二卷针2的外侧，优选地，同时设置在第一卷针1和第二卷针2的外侧。在本实施例中，浮动块包括第一浮动块3和第二浮动块4，第一浮动块3设置在第一卷针1的外侧，能够相对第一卷针1径向移动，第二浮动块4设置在第二卷针2的外侧，能够相对第二卷针2径向移动。第一浮动块3远离第一卷针1、第二浮动块4远离第二卷针2的外侧面均为弧面，两个浮动块的外侧面拼合形成用于卷绕卷绕材料的卷绕面，该卷绕面可以为圆形，也可以为椭圆形。当浮动块的数量为一个时，例如仅第一卷针1的外侧设置有第一浮动块3，则第一浮动块3的外侧面和第二卷针2的外侧面拼合形成该卷绕面。第一浮动块3通过调节组件和第一卷针1可调节地连接，第二浮动块4通过调节组件和第二卷针2可调节地连接，调节组件能够调节第一浮动块3与第一卷针1、第二浮动块4与第二卷针2之间的距离，从而使得卷绕面的周长可以调节。当卷绕材料的厚度较大或较小时，通过调节卷绕面的周长，使其变小或者变大，可以保证极耳的位置准确，从而防止出现极耳错位的现象。

应用本实施例的技术方案，通过在卷针的外侧设置有浮动块，在浮动块和卷针之间连接有调节组件，利用调节组件能够调节浮动块和卷针之间的距离，从而可以调节用于卷绕卷绕材料的卷绕面的周长。当检测装置检测到卷绕材料的厚度后，可以控制外部装置驱动调节组件自动调节浮动块和卷针之间的距离，使得卷绕面的周长相应地变大或者变小，以适应不同厚度的卷绕材料。当卷绕材料的厚度较大时，可以将浮动块和卷针之间的距离调小，使得卷绕面的周长变小；当卷绕材料的厚度较小时，可以将浮动块和卷针之间的距离调大，使得卷绕面的周长变大。由此，可以保证极耳的位置准确，从而防止出现极耳错位的现象。

在一实施例中，第一卷针1和/或第二卷针2的外侧面设置有安装凹槽，安装凹槽内设置有浮动块。具体地，如图1和图3所示，第一卷针1和第二卷针2的外侧面分别设置有安装凹槽，第一浮动块3和第二浮动块4分别容置于相应的安装凹槽内，使得第一浮动块3的外侧面大致和第一卷针1的外侧面平齐、第二浮动块4的外侧面大致和第二卷针2的外侧面平齐，从而使得卷针机构的整体结构更为紧凑。

在一实施例中，如图1-图2所示，调节组件包括固定块5和调节螺杆6。固定块5和卷针连接，浮动块的至少部分伸入固定块5和卷针形成的卡槽内且浮动块和固定块5之间存在调节间隙53，固定块5和浮动块对应的位置分别设置有第一螺纹孔51和第二螺纹孔31，第一螺纹孔51内具有第一内螺纹，第二螺纹孔31内具有第二内螺纹。调节螺杆6的外表面包括第一外螺纹61和第二外螺纹62，第一外螺纹61和第一内螺纹连接，第二外螺纹62和第二内螺纹连接。优选地，第一内螺纹和第二内螺纹的螺纹旋向相同，第一内螺纹和第二内螺纹的螺距不同。通过设置调节螺杆6分别与固定块5和浮动块螺纹连接，利用调节螺杆6的外表面具有的两段螺距不同的第一外螺纹51和第二外螺纹31，当旋转一圈调节螺杆6时，调节螺杆6相对固定块5朝远离卷针的方向运动的距离或者朝靠近卷针的方向运动的距离与浮动块相对调节螺杆6朝靠近卷针的方向运动的距离或者朝远离卷针的方向运动的距离存在一定的差值，从而实现调节浮动块和卷针之间的距离，并且这种调节是可以连续地、无级地微调。例如：调节螺杆6相对固定块5朝远离卷针的方向运动0.75mm，则调节螺杆6带动浮动块也朝远离卷针的方向运动0.75mm，同时，浮动块相对调节螺杆6朝靠近卷针的方向运动0.70mm，则最终浮动块相对卷针朝远离卷针的方向运动0.05mm。由此，旋转一圈调节螺杆6时，浮动块相对卷针的运动距离为第一内螺纹和第二内螺纹之间的差值。

具体地，第一卷针1和第二卷针2的安装凹槽的左右槽壁上分别设置有固定块5，第一卷针1和固定块5、第二卷针2和固定块5分别可以一体成型或者通过螺钉可拆卸地连接。固定块5呈l型，包括第一连接部和第二连接部，第一连接部沿着卷针组件的轴向延伸设置(图1中的左右方向)，第二连接部沿着卷针组件的径向延伸设置，第二连接部连接于卷针的安装凹槽的左右槽壁。第一连接部和卷针的安装凹槽的槽底形成有卡槽，浮动块的左右两端分别位于一个卡槽内。固定块5径向贯通设置有第一螺纹孔51，浮动块与第一螺纹孔51对应的位置设置有第二螺纹孔31，第一螺纹孔51和第二螺纹孔31同轴设置，第一螺纹孔51内具有第一内螺纹，第二螺纹孔31内具有第二内螺纹，第一内螺纹和第二内螺纹的螺纹旋向相同，第一内螺纹和第二内螺纹的螺距不同。调节螺杆6穿过第一螺纹孔51，并与第一螺纹孔51和第二螺纹孔31螺纹连接。调节螺杆6上具有与第一内螺纹配合的第一外螺纹61以及与第二内螺纹配合的第二外螺纹62，浮动块3和固定块5之间具有调节间隙53。由此，当旋转调节螺杆6时，利用第一内螺纹和第二内螺纹的螺距不同，可以调节浮动块与卷针的距离。

进一步地，固定块5和浮动块之间夹设有弹性件7。具体地，固定块5朝向浮动块的一侧设置有第一凹槽52，浮动块朝向固定块5的一侧设置有第二凹槽32，第一凹槽52和第二凹槽32相对应设置。弹性件7的一端抵接于第一凹槽52，弹性件7的另一端抵接于第二凹槽32，弹性件7可以为弹簧。通过设置弹性件7，可以对浮动块施加一朝向卷针的预紧力，该预紧力可以防止调节螺杆6松动。

进一步地，卷针机构还可以包括检测装置、锁附装置和控制装置，检测装置用于检测卷绕材料的厚度，具体地，检测装置可以为ccd，卷绕材料可以为正、负极片或者隔膜；锁附装置用于驱动调节螺杆6旋转，具体地，锁附装置至少包括移动驱动件、旋转驱动件和螺丝刀，旋转驱动件的驱动端和螺丝刀传动连接，可以驱动螺丝刀旋转；移动驱动件的驱动端和螺丝刀传动连接，可以驱动螺丝刀移动至和调节螺杆6连接以使得旋转驱动件驱动螺丝刀带动调节螺杆6旋转。其中，旋转驱动件可以为电机，移动驱动件可以为气缸或者电机。控制装置，与检测装置和锁附装置连接，用于接受检测装置的检测信息后控制锁附装置驱动调节螺杆6运动，例如控制调节螺杆6的旋转角度、旋转圈数、旋转方向等。

在另一实施例中，如图3所示，调节组件包括固定块5、弹性件7和气囊8。固定块5和卷针连接，浮动块的至少部分伸入固定块5和卷针形成的卡槽内且浮动块和固定块5之间存在调节间隙53，固定块5和浮动块之间夹设有一弹性件7，弹性件7对浮动块施加一朝向卷针的第一作用力；浮动块和卷针之间夹设有气囊8，当对气囊8内充气时，气囊8膨胀对浮动块施加一远离卷针的第二作用力，第二作用力大于第一作用力使得浮动块远离卷针移动一定的距离。

具体地，第一卷针1和第二卷针2的外侧面分别设置有安装凹槽，安装凹槽的左右槽壁上分别设置有固定块5，第一卷针1和固定块5、第二卷针2和固定块5分别可以一体成型或者通过螺钉可拆卸地连接。固定块5呈l型，包括第一连接部和第二连接部，第一连接部沿着卷针组件的轴向延伸设置(图3中的左右方向)，第二连接部沿着卷针组件的径向延伸设置，第二连接部连接于卷针的安装凹槽的左右槽壁。第一连接部和卷针的安装凹槽的槽底形成有卡槽，浮动块的左右两端分别位于一个卡槽内。浮动块和固定块5之间存在调节间隙53，固定块5朝向浮动块的一侧设置有第一凹槽52，浮动块朝向固定块5的一侧设置有第二凹槽32，第一凹槽52和第二凹槽32相对应设置。弹性件7的一端抵接于第一凹槽52，弹性件7的另一端抵接于第二凹槽32，弹性件7可以为弹簧。弹性件7对浮动块施加一朝向卷针的第一作用力；浮动块朝向卷针的一侧设置有一固定凹槽33，固定凹槽33内设置有气囊8，气囊8沿着卷针组件的轴向延伸设置，当对气囊8内充气时，气囊8膨胀对浮动块施加一远离卷针的第二作用力，第二作用力大于第一作用力使得浮动块远离卷针移动一定的距离。当第一卷针1和第二卷针2内的气囊8均未充气时，两个浮动块的外侧面形成的卷绕面具有第一周长；当第一卷针1或者第二卷针2内的气囊8充气时，一个浮动块朝着远离卷针的方向移动一定的距离使得两个浮动块的外侧面形成的卷绕面具有第二周长；当第一卷针1和第二卷针2内的气囊8均充气时，两个浮动块均朝着远离卷针的方向移动一定的距离使得两个浮动块的外侧面形成的卷绕面具有第三周长。由此，通过气囊8的充放气，可以实现卷针机构的卷绕面具有三种可调节的周长。

进一步地，卷针机构还可以包括检测装置、充放气装置和控制装置，检测装置用于检测卷绕材料的厚度，具体地，检测装置可以为ccd，卷绕材料可以为正、负极片或者隔膜；充放气装置与气囊8连接，可以对气囊8充放气；控制装置，与检测装置和充放气装置连接，用于接受检测装置的检测信息后控制充放气装置对气囊8充放气。

本实用新型还提供一种卷绕设备，包括如上任一实施例所述的卷针机构，所述卷针机构用于将所述卷绕材料卷绕以形成电芯。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、左、右、上、下”、“横向、竖向、垂直、竖直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。)

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换。故凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。