一种纽扣电池的极组入壳机构的制作方法

1.本发明涉及锂离子纽扣电池技术领域，特别是涉及一种纽扣电池的极组入壳机构。


背景技术：

2.目前，纽扣锂离子电池因其具有体形小、循环使用次数多和存储时间长等优点，故被广泛应用于音频设备中，例如无线耳机。
3.纽扣锂离子电池，由上盖、壳体和极组构成，目前，纽扣电池在装配和注液工序中，常用的制备方法是：将极组先入至壳体内，然后再往壳体内注液。
4.但是，对于具有特殊工艺要求的纽扣电池，需要先将电解液注入至壳体，然后再将极组入至壳体内，目前，还没有研发出可以实现的设备或机构，而如果直接采用传统的纽扣电池极组入壳机构，将会导致电解液从壳体内溢出，无法满足生产要求。
5.因此，目前迫切需要开发出一种纽扣电池的入壳机构，能够解决传统的纽扣电池极组入壳机构的不足，从而实现特殊工艺纽扣电池的制备。


技术实现要素：

6.本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种纽扣电池的极组入壳机构。
7.为此，本发明提供了一种纽扣电池的极组入壳机构，包括水平分布的基座；
8.基座的顶部左端，设置有极组入腔体移送机构；
9.极组入腔体移送机构的右侧上方，设置有极组入壳机构；
10.基座的顶部，设置纵向分布的导向槽；
11.导向槽的后端，位于极组入壳机构的正下方；
12.导向槽中，可前后滑动地设置有一个壳体承载工装；
13.极组入腔体移送机构，用于将完成上盖装配的极组，移送至极组入壳机构中真空吸嘴的正下方位置，供极组入壳机构中的真空吸嘴吸附，并且当吸附完成后，从极组入壳机构中真空吸嘴的正下方位置移开；
14.壳体承载工装，用于承载注液后壳体，并沿着导向槽移动，使得注液后壳体位于极组入壳机构中真空吸嘴的正下方位置；
15.极组入壳机构，用于吸附所述极组入腔体移送机构移送的完成上盖装配的极组，然后保持吸附状态，将所述完成上盖装配的极组中的极组本体，从上往下装入壳体承载工装上承载的注液后壳体的顶部开口中，完成入壳操作。
16.优选地，基座的顶部，设置有顶部开口的下腔体；
17.导向槽的后端，位于下腔体内部；
18.极组入壳机构，位于下腔体的内侧；
19.下腔体的前侧壁下部，设置有一个工装通过口；
20.工装通过口，用于让壳体承载工装通过；
21.下腔体的正上方，设置有上腔体；
22.上腔体的横截面形状大小，等于下腔体的横截面形状大小；
23.上腔体的顶部，与一个下腔体驱动气缸底部的输出端相连接；
24.上腔体驱动气缸，安装在一个上腔体安装支架的顶板上；
25.上腔体安装支架的顶板上，预留有让上腔体驱动气缸底部的输出端垂直贯穿通过的通孔；
26.上腔体驱动气缸，用于驱动上腔体在垂直方向上下移动；
27.上腔体的侧壁开有通气孔，该通气孔通过中空的连接管道与位于外部的真空抽气泵的抽气口相连通；
28.上腔体驱动气缸，还用于当极组入壳机构将完成上盖装配的极组装入壳体承载工装上承载的注液后壳体的顶部开口之后，驱动上腔体向下移动，使得上腔体向下移动至与下腔体的顶面相接触；
29.此时对应地，上腔体所连接的真空抽气泵，用于当上腔体与下腔体的顶面相接触时启动，对上腔体内部进行抽真空操作，直至预设的真空度值。
30.优选地，极组入腔体移送机构，包括纵向分布的第一直线滑台模组；
31.第一直线滑台模组的滑块上，安装有第一气缸安装支架；
32.第一气缸安装支架，在朝向极组入壳机构的一侧，安装有第一气缸；
33.第一气缸的两个输出端，分别与一个极组夹持块相连接；
34.两个极组夹持块左右对称分布，并且两者在相对的一侧分别具有多个对称分布的、半圆形的极组限位槽；
35.当两个极组夹持块上的两个极组限位槽合在一起后，组成圆形的极组容纳槽；
36.极组容纳槽，用于容纳完成上盖装配的极组中具有的极组本体。
37.优选地，完成上盖装配的极组，包括圆柱形的极组本体；
38.极组本体的顶部，设置有上盖；
39.上盖的中心位置，设置有垂直分布的fpc板。
40.优选地，两个极组夹持块的下方，还设置有极组托块；
41.极组托块的一端，与第一气缸安装支架相连接。
42.优选地，壳体承载工装，包括两个壳体夹持块；
43.两个壳体夹持块的同向一端，同时与第二气缸的两个输出端相连接；
44.两个壳体夹持块的下方，设置有壳体托块；
45.壳体托块的一端，与第二气缸的壳体相连接；
46.壳体托块的底部，与基座顶部的导向槽相滑动配合连接；
47.两个壳体夹持块左右对称分布，并且两者在相对的一侧分别具有多个对称分布的、半圆形的壳体限位槽；
48.当两个壳体夹持块上的两个壳体限位槽合在一起后，组成圆形的壳体容纳槽；
49.壳体容纳槽，用于容纳顶部开口的注液后壳体。
50.优选地，极组入壳机构，包括垂直分布的第二直线滑台模组；
51.第二直线滑台模组的滑块上，安装有真空吸嘴安装支架；
52.真空吸嘴安装支架上，安装有横向分布的多个真空吸嘴；
53.真空吸嘴，用于吸附所述极组入腔体移送机构移送的完成上盖装配的极组。
54.由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种纽扣电池的极组入壳机构，其结构设计科学，通过独特的机构设计，能够对已注液壳体进行极组入壳操作，填补了特殊工艺的纽扣电池制备方法的空白，能够解决传统的纽扣电池极组入壳机构的不足，从而实现特殊工艺纽扣电池的制备，具有重大的生产实践意义。
附图说明
55.图1为本发明提供的一种纽扣电池的极组入壳机构，在上腔体和下腔体分离时的结构示意图；
56.图2为本发明提供的一种纽扣电池的极组入壳机构，在上腔体和下腔体闭合时的结构示意图；
57.图3为本发明提供的一种纽扣电池的极组入壳机构中，极组入腔体移送机构示意图；
58.图4为本发明提供的一种纽扣电池的极组入壳机构中，完成上盖装配的极组示意图；
59.图5为本发明提供的一种纽扣电池的极组入壳机构中，壳体承载工装结构示意图；
60.图6为本发明提供的一种纽扣电池的极组入壳机构中，极组入壳体机构示意图；
61.图7为本发明提供的一种纽扣电池的极组入壳机构中，极组入腔体移送机构将完成上盖装配的极组移送至入壳位的示意图；
62.图8为本发明提供的一种纽扣电池的极组入壳机构中，极组入腔体移送机构将完成上盖装配的极组移送至入壳位的局部放大图；
63.图9为本发明提供的一种纽扣电池的极组入壳机构中，极组入壳机构吸附完成上盖装配的极组，进入至已注液壳体的内部示意图；
64.图10为本发明提供的一种纽扣电池的极组入壳机构中，极组入壳机构吸附完成上盖装配的极组，进入至注液后壳体内部的局部放大图
65.图中：1为极组入腔体移送机构，2为基座，3为壳体承载工装，4为极组入壳机构，5为下腔体；
66.6为上腔体，8为完成上盖装配的极组，9为fpc板(即柔性电路板)，10为上盖；
67.11为极组本体，12为注液后壳体。
具体实施方式
68.下面将结合本发明的实施例，对本发明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。
69.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗
示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
70.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
71.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
72.参见图1至图10，本发明提供了一种纽扣电池的极组入壳机构，适用于纽扣电池的装配工序，具体包括水平分布的基座2；
73.基座2的顶部左端，设置有极组入腔体移送机构1；
74.极组入腔体移送机构1的右侧上方，设置有极组入壳机构4；
75.基座2的顶部，设置纵向分布的导向槽200；
76.导向槽200的后端，位于极组入壳机构4的正下方；
77.导向槽200中，可前后滑动地设置有一个壳体承载工装3；
78.极组入腔体移送机构1，用于将完成上盖装配的极组8(是纽扣电池的极组)，移送至极组入壳机构4中真空吸嘴的正下方位置(即极组的吸附位置)，供极组入壳机构4中的真空吸嘴吸附，并且当吸附完成后，从极组入壳机构4中真空吸嘴的正下方位置移开；
79.壳体承载工装3，用于承载注液后壳体12，并沿着导向槽200移动，使得注液后壳体12位于极组入壳机构4中真空吸嘴的正下方位置；
80.极组入壳机构4，用于吸附所述极组入腔体移送机构1移送的完成上盖装配的极组8，然后保持吸附状态，将所述完成上盖装配的极组8中的极组本体11，从上往下装入壳体承载工装3上承载的注液后壳体12的顶部开口中，完成入壳操作。
81.在本发明中，具体实现上，参见图1、图2，基座2的顶部，设置有顶部开口的下腔体5；
82.导向槽200的后端，位于下腔体5内部；
83.极组入壳机构4，位于下腔体5的内侧；
84.下腔体5的前侧壁下部，设置有一个工装通过口501；
85.工装通过口501，用于让壳体承载工装3通过；
86.下腔体5的正上方，设置有上腔体6；
87.上腔体6的横截面形状大小，等于下腔体5的横截面形状大小；
88.上腔体6的顶部，与一个下腔体驱动气缸600底部的输出端(即活塞杆)相连接；
89.上腔体驱动气缸600，安装在一个上腔体安装支架601的顶板上；
90.上腔体安装支架601的顶板上，预留有让上腔体驱动气缸600底部的输出端垂直贯穿通过的通孔；
91.上腔体驱动气缸600，用于驱动上腔体6在垂直方向上下移动；
92.上腔体6的侧壁开有通气孔，该通气孔通过中空的连接管道与位于外部的真空抽气泵的抽气口相连通；
93.上腔体驱动气缸600，还用于当极组入壳机构4将完成上盖装配的极组8装入壳体承载工装3上承载的注液后壳体12的顶部开口之后，驱动上腔体6向下移动，使得上腔体6向下移动至与下腔体5的顶面相接触；
94.此时对应地，上腔体6所连接的真空抽气泵，用于当上腔体6与下腔体5的顶面相接触时启动，对上腔体6内部进行抽真空操作，直至预设的真空度值。需要说明的是，在进行抽真空操作之前，由于已让壳体承载工装3进入到了下腔体5内部，对于下腔体5前侧壁下部的工装通过口501，可以通过密封塞等密封手段，提前密封。
95.在本发明中，具体实现上，参见图3、图4，极组入腔体移送机构1，包括纵向分布的第一直线滑台模组101；
96.第一直线滑台模组101的滑块上，安装有第一气缸安装支架102；
97.第一气缸安装支架102，在朝向极组入壳机构4的一侧，安装有第一气缸100；
98.第一气缸100的两个输出端(即夹爪部)，分别与一个极组夹持块103(即极组定位夹子)相连接；
99.两个极组夹持块103左右对称分布，并且两者在相对的一侧分别具有多个对称分布的、半圆形的极组限位槽；
100.当两个极组夹持块103上的两个极组限位槽合在一起后，组成圆形的极组容纳槽104；
101.极组容纳槽104，用于容纳完成上盖装配的极组8中具有的极组本体11。
102.具体实现上，第一气缸100，为现有的夹爪气缸(又名气动夹爪)。
103.具体实现上，第一气缸安装支架10，在朝向极组入壳机构4的一侧，设置有垂直分布的电动滑轨106；
104.电动滑轨106的滑块上，安装有所述第一气缸100。
105.具体实现上，电动滑轨106，为现有的模组，例如可以采用上银公司生产的型号kk5002p-300a1-f0的单轴直线模组，用于驱动第一气缸100上下运动。
106.具体实现上，第一直线滑台模组101，是现有的直线滑台模组，例如可以是现有的滚珠丝杠滑台模组。例如，可以采用天友公司生产的型号为eth13-l10-500的滑台模组，用于带动第一气缸安装支架102向腔体内移动。
107.需要说明的是，对于本发明，极组入腔体移送机构1上设置有极组夹持块103(即极组定位夹子)，第一气缸100驱动两个极组夹持块103(即极组定位夹子)打开时，可以将完成上盖装配的极组8放入，当成上盖装配的极组8放入后，第一气缸100再驱动两个极组夹持块103(即极组定位夹子)闭合，参见图3。
108.具体实现上，参见图4，完成上盖装配的极组8，包括圆柱形的极组本体11；
109.极组本体11的顶部，设置(例如粘接)有上盖10；
110.上盖10的中心位置，设置有垂直分布的fpc板(即柔性电路板)9。
111.具体实现上，两个极组夹持块103的下方，还设置有极组托块105；
112.极组托块105的一端，与第一气缸安装支架102相连接。
113.在本发明中，具体实现上，参见图3、图5，壳体承载工装3，包括两个壳体夹持块
301；
114.两个壳体夹持块301的同向一端，同时与第二气缸(图略)的两个输出端(即夹爪部)相连接；
115.两个壳体夹持块301的下方，设置有壳体托块302；
116.壳体托块302的一端，与第二气缸的壳体相连接；
117.壳体托块302的底部，与基座2顶部的导向槽200相滑动配合连接；
118.两个壳体夹持块301左右对称分布，并且两者在相对的一侧分别具有多个对称分布的、半圆形的壳体限位槽；
119.当两个壳体夹持块301上的两个壳体限位槽合在一起后，组成圆形的壳体容纳槽303；
120.壳体容纳槽303，用于容纳顶部开口的注液后壳体12。
121.具体实现上，第二气缸，为现有的夹爪气缸(又名气动夹爪)。
122.需要说明的是，对于本发明，壳体承载工装3中的两个壳体夹持块301打开时，可以将注液后壳体12放置工装中，待所有的注液后壳体12放入壳体承载工装3后，壳体承载工装3的两个壳体夹持块301闭合并且夹紧注液后壳体12，参见图5。
123.在本发明中，具体实现上，参见图4、图5和图6，极组入壳机构4，包括垂直分布的第二直线滑台模组401；
124.第二直线滑台模组401的滑块上，安装有真空吸嘴安装支架402；
125.真空吸嘴安装支架402上，安装有横向分布的多个真空吸嘴403；
126.真空吸嘴403，用于吸附所述极组入腔体移送机构1移送的完成上盖装配的极组8(具体为极组容纳槽104中容纳的完成上盖装配的极组8)。
127.具体实现上，第二直线滑台模组401，是现有的直线滑台模组，例如可以是现有的滚珠丝杠滑台模组。例如，可以采用上银公司生产的型号kk6010c-400a1-f0单轴直线模组，用于驱动真空吸嘴安装支架402上下运动。
128.具体实现上，需要说明的是，真空吸嘴是工业生产机械中十分常见的一个配件。真空吸嘴通过管路与真空泵连接，工作时，由真空泵抽出吸嘴与物体表面间的气体，使吸嘴与物体表面间的空间中形成负压，从而使吸嘴牢牢吸附于物品表面。
129.在本发明中，具体实现上，注液后壳体12中预先注入的电解液的体积，与完成上盖装配的极组8下方的极组本体11中装入注液后壳体12内的部分的体积之和，小于注液后壳体12的内腔体积，这样，可以有效防止电解液溢出。
130.为了更加清楚地理解本发明的技术方案，下面说明本发明的工作原理。
131.首先，承载注液后壳体12的壳体承载工装3沿基座2上的导向槽200向后移动，移动至极组入壳位置(即极组入壳机构4中真空吸嘴的正下方位置)；
132.然后，极组入腔体移送机构1夹持完成上盖装配的极组8，移送至入壳位置(即极组入壳机构4中真空吸嘴的正下方位置，该位置高于壳体承载工装3的位置)，参见图7和图8；
133.然后，极组入壳机构4下降，并且其中的真空吸嘴403吸附住所述极组入腔体移送机构1上的完成上盖装配的极组8；
134.然后，所述极组入腔体移送机构1中的极组夹持块103(即极组定位夹子)打开，并且在第一直线滑台模组101的驱动下，离开入壳位置，返回至初始位；
135.然后，对于完成所述完成上盖装配的极组8吸附操作的极组入壳机构4，其继续逐级下降，直至完成上盖装配的极组8下方的极组本体11进入至注液后壳体12内(极组本体11部分进入到注液后壳体12内)，参见图9和图10；
136.然后，待极组本体11的下部进入至注液后壳体12后(具体为极组本体11的下部与注液后壳体1的顶部开口相卡接)，上腔体驱动气缸600驱动上腔体6下降直至与下腔体5闭合(此时下腔体5前侧壁下部的工装通过口501通过密封塞等密封手段，提前密封)。然后上腔体6内部抽真空至设定值，静置和保压预设的时长后，上腔体驱动气缸600复位，上腔体6和下腔体5分离，极组入壳机构4破掉真空并返回至初始位，至此，本发明提供的纽扣电池的极组入壳机构完成极组的入壳动作。
137.需要说明的是，对于本发明，极组本体11的一部分进入壳体12上端口后，上腔体6开始抽真空，一方面是为了抽出极组内的空气，防止电解液气泡产生，避免由于气泡破裂造成电解液外溢；另一方面是为了加快极组吸收电解液。
138.需要说明的是，对于本发明，本发明采用电机驱动第二直线滑台模组401上下运动，极组吸附装置(即真空吸嘴)安装在第二直线滑台模组401上，极组缓慢进入注液后的壳体，极组在入壳时，可以按照设定速度下降至任意位置停留并吸收电解液，并且在腔体内抽真空时，有利于极组对电解液的吸收，以上结构设计，会避免因下降速度过快或下降位置不合适所造成的电解液从壳体溢出的问题。
139.综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种纽扣电池的极组入壳机构，其结构设计科学，通过独特的机构设计，能够对已注液壳体进行极组入壳操作，填补了特殊工艺的纽扣电池制备方法的空白，能够解决传统的纽扣电池极组入壳机构的不足，从而实现特殊工艺纽扣电池的制备，具有重大的生产实践意义。
140.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。