叠隔膜机构和叠隔膜机的制作方法

1.本发明涉及叠隔膜技术领域，特别涉及一种叠隔膜机构和叠隔膜机。


背景技术：

2.随着新能源汽车的兴起，叠隔膜机的应用越来越广泛。传统的叠隔膜机在叠隔膜时需要叠台往复运动，由于叠台通常质量较大，因此需要大功率的电机才能带动叠台往复运动，由此使得叠隔膜机难以驱动。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种叠隔膜机构，旨在增加叠隔膜机构的易驱动性。
4.为实现上述目的，本发明提出的叠隔膜机构，包括：
5.机架；
6.叠台，所述叠台安装在所述机架上；
7.换向座，所述换向座呈条状，且能在驱动机构的作用下往复运动于所述叠台的相对两侧；
8.所述驱动机构包括：
9.固定转轴，所述固定转轴一端转动连接在所述机架上；
10.摆臂，所述摆臂呈条状，所述摆臂连接在所述固定转轴的另一端，所述摆臂的一端与所述换向座的一端连接，所述摆臂长度方向与所述换向座长度方向垂直；
11.电机，所述电机相对所述机架固定，所述电机在所述摆臂远离所述换向座的一端驱动所述摆臂使所述摆臂沿所述固定转轴往复转动。
12.可选地，所述电机为伺服电机。
13.可选地，所述电机输出轴连接一偏心曲轴，所述偏心曲轴在远离所述电机的输出轴的一端设置有随动器，所述随动器呈柱状，所述随动器与所述摆臂上一沿所述摆臂长度方向设置的滑槽配合，所述电机转动时，能带动所述偏心曲轴转动，进而带动所述随动器转动，所述随动器能通过推动所述滑槽内壁，带动所述摆臂以所述固定轴为轴往复转动。
14.可选地，所述随动器可拆卸连接在所述偏心曲轴上。
15.可选地，所述电机与所述偏心曲轴之间设置有减速器，所述电机的输出轴连接所述减速器的输入端，所述减速器的输出端连接所述曲轴，使所述电机能通过所述减速器带动所述偏心曲轴转动；所述减速器固定安装在所述机架上，所述电机通过所述减速器间接固定安装在所述机架上。
16.可选地，所述减速器为行星齿轮减速器；和/或
17.所述减速器为谐波齿轮减速器。
18.可选地，所述驱动机构包括第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构分设在所述换向座两端驱动所述换向座往复运动。
19.可选地，所述电机输出轴连接一蜗杆，所述蜗杆与一蜗轮配合，所述蜗轮的转动轴
安装在所述机架上，所述蜗轮远离所述蜗轮中心的位置设置有随动器，所述随动器呈柱状，所述随动器与所述摆臂上一沿所述摆臂长度方向设置的滑槽配合，所述电机转动时，能带动所述蜗杆转动，进而带动所述随动器转动，所述随动器能通过推动所述滑槽内壁，带动所述摆臂以所述固定轴为轴往复运动于所述叠台的相对两侧。
20.可选地，所述换向座包括第一条形滚轮和第二条形滚轮；所述第一条形滚轮与所述第二条形滚轮沿所述换向座的长度方向并排设置，所述第一条形滚轮与所述第二条形滚轮之间有过隔膜间隔，所述过隔膜间隔用于供隔膜从所述第一条形滚轮和所述第二条形滚轮之间通过并向所述叠台所在的方向上延伸。
21.本发明还提出一种叠隔膜机，包括上述的叠隔膜机构。
22.本发明技术方案一方面所述叠台无需移动，而通过摆臂带动所述换向座往复运动于所述叠台两侧，而所述换向座的质量通常远远小于所述叠台的质量，因此，功率较小的电机也能带动所述换向座的运动。另一方面，所述固定转轴和所述电机驱动摆臂的位置有一段距离，这段距离越大，所述电机施加给所述摆臂的驱动力相对于所述固定转轴的扭矩就越大，因此这样的设置也可以使功率较小的电机能够带动所述换向座的运动。综上所述，本发明技术方案增加了叠隔膜机构的易驱动性。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
24.图1为本发明叠隔膜机构一实施例的结构示意图；
25.图2为图1中叠隔膜机构实施例的摆臂、电机、减速器、偏心曲轴和随动器的爆炸图；
26.图3为本发明叠隔膜机一实施例的结构示意图。
27.附图标号说明：
28.标号名称标号名称10叠台42滑轨20换向座50电机21第一条形滚轮60偏心曲轴22第二条形滚轮70随动器30固定转轴80减速器40摆臂90l形取片机械臂41滑槽91吸盘
29.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基
于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
32.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
33.本发明提出一种叠隔膜机构。
34.在本发明实施例中，参考图1和图2，叠隔膜机构包括：
35.机架；
36.叠台10，叠台10安装在机架上；
37.换向座20，换向座20呈条状，且能在驱动机构的作用下往复运动于叠台10的相对两侧；
38.驱动机构包括：
39.固定转轴30，固定转轴30一端转动连接在机架上；
40.摆臂40，摆臂40呈条状，摆臂40连接在固定转轴30的另一端，摆臂40的一端与换向座20的一端连接，摆臂40长度方向与换向座20长度方向垂直；
41.电机50，电机50相对机架固定，电机50在摆臂40远离换向座20的一端驱动摆臂40使摆臂40沿固定转轴30往复转动。
42.机架是一个固定的安装架，叠台10安装在机架上，则叠台10的位置固定，在叠隔膜过程中，叠台10不需要往复运动。换向座20即控制隔膜运动的机构，换向座20能让隔膜覆盖住堆叠到叠台10上的电池极片。传统的叠隔膜机中，换向座20不动，叠台10往复移动以达到隔膜换向的效果，本发明的方案中，电机50驱动摆臂40，摆臂40驱动换向座20往复运动即可达到隔膜换向的效果，因此可以使用功率更小的电机50。通常情况下，换向座20只需要在叠台10相对两侧摆动即可，并不需要有过大角度的摆动，本发明方案可以将摆动范围控制在60
°
以内，以减少换向座20摆动一次所需要的时间，以提升叠隔膜机构的效率。电机50在摆臂40远离换向座20的一侧驱动摆臂40摆动，由于摆臂40与换向座20一样，不需要较大的摆动范围，因此电机50不必设置在摆臂40的摆动中心，相反，设置在非中心位置的电机50由于施于摆臂40的力更远离摆臂40的摆动中心，所以该力相对于摆臂40中心有更大的力矩，更有利于驱动摆臂40摆动。
43.参考图1和图2，可选地，电机50为伺服电机50。伺服电机50能精确第控制其摆动角度，所以能更精确地控制摆臂40摆动。叠隔膜机构需要对隔膜有精确的控制，以防止多次叠隔膜后，隔膜与电池极片的相对位置发生变化，致使叠隔膜失败。使用伺服电机50后，本发明实施例在实际使用中，能使换向座20处于每个周期对应的时间时，位置偏差在0.05mm内，实现对隔膜的精确控制。另外，本发明实施例在实际使用中，可以让隔膜换向器在0.2s内摆
动一个周期，提升了叠隔膜的效率。
44.参考图1和图2，可选地，电机50输出轴连接一偏心曲轴60，偏心曲轴60在远离电机50的输出轴的一端设置有随动器70，随动器70呈柱状，随动器70与摆臂40上一沿摆臂40长度方向设置的滑槽41配合，电机50转动时，能带动偏心曲轴60转动，进而带动随动器70转动，随动器70能通过推动滑槽41内壁，带动摆臂40以固定轴为轴往复转动。偏心曲轴60以电机50的输出轴为转动中心转动，但是随动器70与电机50输出轴并不同轴，所以偏心曲轴60转动时，随动器70会以一个整体绕电机50输出轴转动。随动器70能沿滑槽41滑动，因此，当随动器70转动时，由几何关系可知，随动器70能推动摆臂40往复摆动。
45.参考图2，可选地，随动器70可拆卸连接在偏心曲轴60上。由于随动器70长时间在滑槽41内滑动，因此会受到磨损。当随动器70的直径明显小于滑槽41宽度时，随动器70与滑槽41的配合不再紧密，因此可能导致换向座20的摆动不再精确。此时由于随动器70是可拆卸的，便可轻易将随动器70更换，而无需更换其他部件。
46.参考图1和图2，可选地，电机50与偏心曲轴60之间设置有减速器80，电机50的输出轴连接减速器80的输入端，减速器80的输出端连接曲轴，使电机50能通过减速器80带动偏心曲轴60转动；减速器80固定安装在机架上，电机50通过减速器80间接固定安装在机架上。减速器80有增加电机50输出扭矩的作用，因此能进一步地增加叠隔膜机构的易驱性。在电机50和减速器80的固定关系中，可以是减速器80固定在机架上，电机50固定在减速器80上；也可以是电机50固定在机架上，减速器80固定在电机50上；还可以是电机50和减速器80同时固定在机架上。
47.参考图1和图2，可选地，减速器80为行星齿轮减速器80；和/或
48.减速器80为谐波齿轮减速器80。
49.由于摆臂40控制要求相当高的精确度，所以选择行星齿轮减速器80或谐波齿轮减速器80作为减速器80。行星齿轮减速器80和谐波齿轮减速器80都是精度相当高的减速器80，并且与一般的齿轮减速器80不同，行星齿轮减速器80和谐波齿轮减速器80的输入轴和输出轴是同轴的，如此设置更有利于设备适应不同的减速器80。若使用输入轴和输出轴不同轴的减速器80，则需要改变电机50与摆臂40的位置关系后，才能安装减速器80。
50.参考图1，可选地，驱动机构包括第一驱动机构和第二驱动机构，第一驱动机构和第二驱动机构分设在换向座20两端驱动换向座20往复运动。两套驱动机构由于可以从换向座20的两端对换向座20进行支撑，因此增加了换向座20的稳定性。两套驱动机构由于有两个电机50，所以增加了叠隔膜机构的驱动力。
51.参考图1和图2，可选地，电机50输出轴连接一蜗杆，蜗杆与一蜗轮配合，蜗轮的转动轴安装在机架上，蜗轮远离蜗轮中心的位置设置有随动器70，随动器70呈柱状，随动器70与摆臂40上一沿摆臂40长度方向设置的滑槽41配合，电机50转动时，能带动蜗杆转动，进而带动随动器70转动，随动器70能通过推动滑槽41内壁，带动摆臂40以固定轴为轴往复运动于叠台10的相对两侧。该实施例用蜗轮代替了偏心曲轴60的作用，其余运动方式可参考上述的实施例。电机50带动蜗杆转动，再带动蜗轮转动，此步骤也有扭矩放大的功能，相当于实现了减速机的作用。蜗轮蜗杆有自锁的特性，因此电机50断电后，摆臂40即被固定，避免了摆臂40在重力作用下自由摆动导致的设备损坏。
52.参考图1，可选地，换向座20包括第一条形滚轮21和第二条形滚轮22；第一条形滚
轮21与第二条形滚轮22沿换向座20的长度方向并排设置，第一条形滚轮21与第二条形滚轮22之间有过隔膜间隔，过隔膜间隔用于供隔膜从第一条形滚轮21和第二条形滚轮22之间通过并向叠台10所在的方向上延伸。隔膜通过过隔膜间隔时，由于与滚轮接触，因此避免了被其他锐利边角划伤。支撑滚轮转动的轴承内部的摩擦力可以设置为小于滚轮与隔膜之间的摩擦力，这样隔膜与滚轮之间没有相对滑动，减小隔膜被磨损的程度。另外，滚轮可以设置在具有一定上下浮动能力的支架上，并另滚轮在隔膜换向时能以适当的压力碾过隔膜，如此排出隔膜与电池极片之间的气体，提高叠片效果；也可以让叠台10有一定上下移动的能力，以完成让滚轮以适当的压力碾过隔膜的运动。
53.参考图1，可选地，摆臂40远离换向座20的一端还可以设置有滑轨42，滑轨42与摆臂40连接，限制摆臂40的末端只在滑轨42内运动。如此设置使摆臂40在两处被固定：一处是固定转轴30处，摆臂40只能绕固定转轴30旋转，但这样的固定作用较弱，因为若远离转轴的位置摆臂40被施加一不沿固定转轴30方向的力，会相对于固定转轴30产生一个较大的扭矩，如此可能使转轴变形，从而使摆臂40无法保持原有的转动轨迹；第二处即是轨道对摆臂40的固定，轨道可以针对摆臂40的摆动轨迹进行设计，这样，当摆臂40的末端有平行于固定转轴30轴线的运动时，轨道能限制该运动，由于轨道本身远离固定转轴30，所以轨道对上述运动的限制力能相对于固定转轴30有一个较大的力矩，因此限制效果更好。滑轨42可以是一条弧形轨道，弧形轨道的圆心正好是固定转轴30的转动中心。滑轨42也可以是相互正交的两条直线轨道，让摆臂40远离换向座20的一端能在两条轨道确定的平面内自由摆动，该平面因与摆臂40正常工作时的摆动平面相同。滑轨42可以固定在机架上，以保持稳定。
54.参考图3，本发明还提出一种叠隔膜机，该叠隔膜机包括l形取片机械臂90、吸盘91和叠隔膜机构，该叠隔膜机构的具体结构参照上述实施例，由于本叠隔膜机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
55.参考图3，叠隔膜机的该实施例中，叠隔膜机具有l形取片机械臂90，l形取片机械臂90上有吸盘91，吸盘91能吸住电池极片，也能松开电池极片。l形取片机械臂90具有一个转轴，使l形取片机械臂90两端的吸盘91能交替处于叠台10上方。在图3所示的初始位置，处于叠台10上方的吸盘91将电池极片放置在叠台10上，同时另一个吸盘91吸取电池极片，此时有隔膜穿过换向座20后并被压刀压在叠台10的一侧；l形取片机械臂90升起一适当高度并开始转动，使另一个吸盘91向着叠台10方向运动，初始时在叠台10上的吸盘91向远离叠台10的方向运动，同时电机50驱动摆臂40，使换向座20向叠台10的另一侧摆动，这样隔膜在换向座20的牵引下覆盖在电池极片的表面；完成转动后，另一吸盘91处于叠台10上方，换向座20处于叠台10另一侧，l形取片机械臂90下降一适当高度后，吸盘91在隔膜上放置与初始时电池极片极性相反的电池极片，同时，另一吸盘91吸取电池极片，由此完成一次叠隔膜的循环，如此往复，便能叠出电池叠片。随着电池堆叠的厚度增加，可以将叠台10设置为有上下移动能力的叠台10，这样当电池厚度增加，叠台10下移，为后叠上的电池极片让出空间。如上可见，本发明方案中需要快速运动的器件只有摆臂40、换向座20和l形取片机械臂90，三者质量相较于叠台10均不大，因此可以使用功率更小的电机50驱动本发明实施例中的设备。
56.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本
发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。