电芯入壳机构的制作方法

1.本发明涉及一种电池生产设备，特别是涉及一种电芯入壳机构。


背景技术：

2.电芯入壳工序，指将电芯置入电池钢壳内的过程。现由于电池制作工艺改进，要在电芯的端面与钢壳底面之间设置绝缘隔膜，需要先把绝缘隔膜放置在电芯的端面上，将负极耳折弯并扣住绝缘隔膜，再将电芯推入钢壳内，由于绝缘隔膜轻且薄，为软质材料，采用原有入壳装置由上至下将电芯放入钢壳时，绝缘隔膜上未被极耳扣住部分容易弯曲，导致电芯入壳后绝缘隔膜发生折叠，或者发生绝缘隔膜在电芯入壳过程中偏移、掉落的等问题，为保证电芯入壳过程绝缘隔膜的组装精度，需要钢壳开口朝下，将电芯由下至上推入钢壳内。
3.因此，有必要对现有设备进行改进，使电芯入壳机构能够满足电芯由下至上入壳的生产需求，且保证入壳后电芯不会掉落，提高电池的加工品质。


技术实现要素：

4.本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种能够提高电芯入壳精度，自动完成电芯入壳操作的电芯入壳机构。
5.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.一种电芯入壳机构，包括：间歇传动模组及由下至上顺序设置的入壳推杆、电芯夹、钢壳夹具、下压保持器，所述钢壳夹具、所述入壳推杆及所述下压保持器均与所述间歇传动模组连接；
7.所述钢壳夹具用于夹持钢壳，且所述钢壳的开口朝下，所述钢壳夹具的底部设置有弹片，所述弹片位于所述钢壳夹具上临近所述钢壳的开口的位置处，所述弹片与所述钢壳夹具的外壁抵持；
8.所述电芯夹用于夹持电芯；
9.所述间歇传动模组用于驱动下压保持器下降与所述钢壳抵接，且带动所述入壳推杆上升，以推动所述电芯上升进入钢壳。
10.在其中一个实施例中，所述间歇传动模组包括下压驱动组件、顶升组件及调距组件，所述下压驱动组件与所述下压保持器连接，所述下压驱动组件用于带动所述下压保持器沿所述钢壳的轴线方下降按压所述钢壳，所述调距组件与所述钢壳夹具连接，所述调距组件用于驱动所述钢壳夹具沿所述钢壳轴线方向下降以使所述钢壳与所述电芯对齐，所述顶升组件与所述入壳推杆连接，所述顶升组件用于带动所述入壳推杆沿所述钢壳轴心方向上升。
11.在其中一个实施例中，所述顶升组件包括顶升凸轮及顶升滑台，顶升凸轮与所述顶升滑台传动连接，所述入壳推杆安装于所述顶升滑台上，所述顶升凸轮用于推动所述入壳推杆沿所述钢壳的轴线方向上升或者下降。
12.在其中一个实施例中，所述调距组件包括调距凸轮、端面凸轮、调距滑台及随动支架，所述钢壳夹具与所述随动支架连接，所述随动支架与所述端面凸轮抵持，所述端面凸轮安装于所述调距滑台上，所述调距凸轮与所述调距滑台传动连接，所述调距凸轮用于带动所述调距滑台上升或者下降。
13.在其中一个实施例中，所述下压驱动组件包括下压凸轮及换向杠杆，所述换向杠杆的一端与所述下压凸轮传动连接，所述换向杠杆的另一端与所述下压保持器铰接，所述下压凸轮通过所述换向杠杆带动所述下压保持器靠近或者远离所述钢壳夹具。
14.在其中一个实施例中，所述下压保持器包括下压滑台、压杆及笔型气缸，所述下压滑台与所述换向杠杆连接，所述笔型气缸安装于所述下压滑台上，所述压杆设置于所述笔型气缸的输出端上，且所述压杆与所述入壳推杆相向设置。
15.在其中一个实施例中，所述压杆上设置有压力传感器。
16.在其中一个实施例中，所述钢壳夹具还包括基座及两个夹子，所述基座上开设有定位槽，两个所述夹子分别设置于所述定位槽的两侧，所述定位槽用于容置钢壳，所述弹片设置于所述基座上，且所述弹片伸入所述定位槽内与所述钢壳的外壁抵持。
17.在其中一个实施例中，所述钢壳夹具及所述电芯夹分别设置于两个相邻的转盘上。
18.在其中一个实施例中，所述入壳推杆包括顶推部及限位部，所述限位部直径大于所述顶推部的直径。
19.与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
20.1、入壳推杆、电芯夹、钢壳夹具、下压保持器由下至上顺序设置，通过间歇传动模组驱使入壳推杆推动电芯，使电芯上升进入钢壳，保证以保证电芯与钢壳底部之间的绝缘隔膜的入壳精度；
21.2、钢壳治具上设置有弹片，入壳推杆可带动钢壳上移，钢壳与弹片错开后，弹片弹出并挡住钢壳的开口，由弹片提供支撑保证电芯入壳后不会从钢壳内掉落，以实现快速入壳。
附图说明
22.图1为本发明一实施例中电芯入壳机构的结构示意图；
23.图2为本发明一实施例中下压驱动组件与下压保持器的配合示意图；
24.图3为本发明一实施例中下压保持器的结构示意图；
25.图4为本发明一实施例中钢壳夹具与调距组件的配合示意图；
26.图5为本发明一实施例中钢壳夹具的结构示意图；
27.图6为本发明一实施例中入壳推杆与顶升组件的配合示意图。
28.附图标记：
29.电芯入壳机构10、电芯20、夹持钢壳30、下压驱动组件110、下压凸轮111、换向杠杆112、顶升组件120、顶升凸轮121、顶升滑台122、调距组件130、调距凸轮131、端面凸轮132、调距滑台133、随动支架134、入壳推杆200、顶推部210、限位部220、电芯夹300、钢壳夹具400、弹片410、基座420、夹子430、下压保持器500、下压滑台510、压杆520、压力传感器521、笔型气缸530、中间传动组件600、铰链架610、摆动臂620、凸轮随动器621、中间连杆630
具体实施方式
30.请参阅图1，一种电芯入壳机构10，包括：间歇传动模组及由下至上顺序设置的入壳推杆200、电芯夹300、钢壳夹具400、下压保持器500，钢壳夹具400、入壳推杆200及下压保持器500均与间歇传动模组连接。
31.请参阅图1及图5，电芯夹300用于夹持电芯20，钢壳夹具400用于夹持钢壳30，且钢壳30的开口朝下，钢壳夹具400的底部设置有弹片410，弹片410位于钢壳夹具400上临近钢壳30的开口的位置处，弹片410与钢壳夹具400的外壁抵持。间歇传动模组用于驱动下压保持器500下降与钢壳30抵接，且带动入壳推杆200上升，以推动电芯20上升进入钢壳30，电芯20进入钢壳30后，入壳推杆200继续上升，以驱使钢壳30随之发生上移，当钢壳30的下端离开弹片410时，弹片410失去阻挡弹出，并堵住钢壳30的开口，以避免撤去入壳推杆200后电芯20失去支撑从钢壳30内掉落。入壳推杆200、电芯夹300、钢壳夹具400、下压保持器500由下至上顺序设置，通过间歇传动模组驱使入壳推杆200推动电芯，使电芯上升进入钢壳，保证以保证电芯与钢壳底部之间的绝缘隔膜的入壳精度。钢壳治具上设置有弹片410，入壳推杆200可带动钢壳上移，钢壳与弹片410错开后，弹片410弹出并挡住钢壳的开口，由弹片410提供支撑保证电芯入壳后不会从钢壳内掉落，以实现快速入壳。
32.请参阅图6，其中，入壳推杆200包括顶推部210及限位部220，限位部220直径大于顶推部210的直径。顶推部210用于推顶电芯20，限位部220作为定位基准，当限位部220与电芯夹300抵接时入壳推杆200上升到位，以此提高入壳精度。
33.入壳推杆200与下压保持器500均固定在入壳设备上，且两者相向设置，其所在位置即为入壳工位，电芯夹300与钢壳夹具400均设置有多个，且电芯夹300和钢壳夹具400分别设置在相邻的传输装置上，两个传输装置从上料点将钢壳30、电芯20搬运至入壳工位处进行入壳操作，例如钢壳夹具400及电芯夹300分别设置于两个相邻的转盘上，两个转盘相切位置即为电芯入壳的入壳工位，当电芯夹300与钢壳夹具400被送入入壳工位时，钢壳夹具400位于电芯夹300的正上方，并使钢壳夹具400内的钢壳的开口朝向电芯夹300中的电芯20，为入壳操作做准备，在进入入壳工位后，入壳推杆200、电芯20、钢壳30及下压保持器500四个部件的轴心线重合。
34.请参阅图2、图4及图6，间歇传动模组包括下压驱动组件110、顶升组件120及调距组件130，下压驱动组件110与下压保持器500连接，下压驱动组件110用于带动下压保持器500沿钢壳30的轴线方下降按压钢壳30，为钢壳30提供支撑，避免入壳推杆200推动电芯30入壳时钢壳20发生轴向滑动。
35.调距组件130与钢壳夹具400连接，调距组件130用于驱动钢壳夹具400沿钢壳30轴线方向下降以使钢壳30与电芯20对齐，使钢壳30的开口靠近电芯20。
36.顶升组件120与入壳推杆200连接，顶升组件120提供动力驱使入壳推杆200向上推动电芯20，进而使得电芯20伸入钢壳30中，并且在电芯20入壳后带动钢壳30一同上升，入壳推杆200上升至其行程最高点时，钢壳30的下端位移至弹片410上方，弹片410失去钢壳30外壁的阻挡而伸出，且在入壳推杆200推出后阻挡在钢壳30的开口处，以弹片410为电芯20提供支撑，避免电芯20从钢壳30开口侧落下。
37.请参阅图6，一实施例中，顶升组件120包括顶升凸轮121及顶升滑台122，顶升凸轮121与顶升滑台122传动连接，入壳推杆200安装于顶升滑台122上，顶升凸轮121用于推动入
壳推杆200沿钢壳30的轴线方向升降。顶升凸轮121旋转时推动顶升滑台122上升，进而带动入壳推杆200顶推电芯20。顶升滑台122为入壳推杆200提供导向，保证入壳推杆200的移动精度。
38.请参阅图1及图2，下压驱动组件110包括下压凸轮111及换向杠杆112，换向杠杆112的一端与下压凸轮111传动连接，换向杠杆112的另一端与下压保持器500铰接，下压凸轮111通过换向杠杆112带动下压保持器500靠近或者远离钢壳夹具400。换向杠杆112的两端分别与下压凸轮111和下压保持器500连接，将下压凸轮111的顶升力转化为下压保持器500的下压力，保证向钢壳30提供足够压力防止其在入壳过程中发生轴向位移。
39.请参阅图2及图3，下压保持器500包括下压滑台510、压杆520及笔型气缸530，下压滑台510与换向杠杆112连接，笔型气缸530安装于下压滑台510上，压杆520设置于笔型气缸530的输出端上，且压杆520与入壳推杆200相向设置。压杆520用于与钢壳30抵持，笔型气缸530保持伸出状态，仅在进行维护操作时缩回，方便替换、调试压杆520。
40.当电芯20尺寸异常时，电芯20进入钢壳30时阻力要远大于正常入壳的情况，为了避免入壳不良，压杆520上设置有压力传感器521，通过压力传感器521可检测电芯20入壳时产生的压力，通过压力传感器521发出的压力信号判断入壳是否正常，以避免入壳异常而导致的部件损坏问题。
41.请参阅图4及图5，调距组件130包括调距凸轮131、端面凸轮132、调距滑台133及随动支架134，钢壳夹具400与随动支架134连接，随动支架134与端面凸轮132抵持，端面凸轮132安装于调距滑台133上，调距凸轮131与调距滑台133传动连接，调距凸轮131用于带动调距滑台133上升或者下降。
42.钢壳夹具400随转盘旋转时，随动支架134在端面凸轮132的端面上滑动，且当钢壳夹具400进入到入壳工位后，钢壳夹具400被端面凸轮132顶起，以使得钢壳夹具400位于电芯夹300上方，调距凸轮131转动，驱使调距滑台133下降以使得安装在调距滑台133上的调距凸轮131、随动支架134及钢壳夹具400整体下沉，使得钢壳夹具400靠近电芯夹300，进而使得电芯30临近钢壳20的开口位置。
43.请参阅图5，钢壳夹具400还包括基座420及两个夹子430，基座420上开设有定位槽，两个夹子430分别设置于定位槽的两侧，钢壳30容置于定位槽内，两个夹子430与钢壳30的外壁抵持，将钢壳30夹持在定位槽内中，且两个夹子430均夹持钢壳30的侧壁，弹片410设置于基座420上，且弹片410伸入定位槽内与钢壳30的外壁抵持，夹子430及弹片410均与钢壳30的外壁抵持，其对钢壳30施加的夹持力均为径向力，未对钢壳30的轴向提供支撑。故当入壳推杆200推力大于夹子430及弹片410与钢壳30外壁之间的摩擦力时，可推动钢壳30发生轴向平移。
44.上述电芯入壳机构10的工作流程如下：
45.电芯夹300和钢壳夹具400分别设置在相邻的两个转盘上；
46.电芯夹300和钢壳夹具400分别在电芯20和钢壳30的上料工位处夹取电芯20和钢壳30，且由转盘驱动电芯夹300和钢壳夹具400向两转盘相切位置移动；
47.钢壳夹具400位移过程中随动支架134在端面凸轮132的端面上滑动，并在进入入壳工位时，沿端面凸轮132的端面上升，当钢壳夹具400到达入壳工位后位于电芯夹300的上方，此时壳推杆200、电芯夹300、钢壳夹具400、下压保持器500下至上顺序设置；
48.此时调距凸轮131旋转进入到回程阶段，驱使调距滑台133上的调距凸轮131、随动支架134及钢壳夹具400整体下沉，钢壳夹具400下降靠近电芯夹300，使得钢壳夹具400靠近电芯夹300，进而使得电芯30临近钢壳20的开口位置；
49.钢壳夹具400下降后，下压凸轮111进入推程阶段，驱使换向杠杆112带动下压滑台510下降，使得压杆520与钢壳30的端面抵持，为钢壳30提供轴向支撑，此时电芯入壳准备完成；
50.接着，顶升凸轮121也进入推程阶段，顶升滑台122上升，驱使入壳推杆200由下至上推顶电芯20，使得电芯20伸入钢壳30内，电芯入壳完成，下压凸轮111进入回程阶段，压杆520上升不在按压钢壳30；
51.电芯20入壳后入壳推杆200继续上升，使得钢壳30沿定位槽上升，钢壳30开始相对弹片410移动，当钢壳30的低端与弹片410分开时，弹片410失去阻挡从钢壳夹具400内伸出；
52.顶升凸轮121进入回程阶段，入壳推杆200下降与电芯20分离，弹片410完全弹出堵住钢壳30的开口，以阻挡电芯20，使电芯20保持在钢壳30内部。
53.最后，调距凸轮131进入推程阶段，钢壳治具400上升，各部件恢复初始状态，且转盘再次启动，将入壳工位内的钢壳治具400和电芯夹300移出，并将下一钢壳治具400和电芯夹300移入入壳工位内进行下一轮入壳操作。
54.需要说明的是，凸轮具有间歇转动的特性，凸轮推动随动部件远离其旋转中心的过程为推程，随动部件随凸轮旋转靠近其旋转中心的过程为回程，且根据使用需要推程与回程之间还设置有停程。
55.请参阅图1、图2、图4及图6，进一步的，顶升凸轮121与顶升滑台122之间、下压凸轮111与换向杠杆112之间以及调距凸轮131与调距滑台133之间均设置有中间传动组件600，通过中间传动组件600传动连接，具体的，中间传动组件600包括铰链架610、摆动臂620及中间连杆630，摆动臂620转动设置在铰链架610上，中间连杆630竖直设置，且中间连杆630的一端与摆动臂620铰接，中间连杆630的另一端与顶升滑台122/换向杠杆112/调距滑台133铰接，摆动臂620上设置有凸轮随动器621，顶升凸轮121/下压凸轮111/调距凸轮131旋转时会带动摆动臂620摆动，进而带动竖直设置的中间连杆630上升或者下降，从而驱使顶升滑台122/换向杠杆112/调距滑台133上升或者下降。
56.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。