电芯下料机构的制作方法

1.本实用新型属于自动化装备领域，尤其涉及一种在电芯卷绕装备中应用的卷绕电芯下料技术。


背景技术：

2.锂电池的电芯是一种正负极片和隔膜堆叠卷绕而成的卷绕体。在卷绕设备完成电芯卷制过程后，需要把电芯从卷针上取下，这个过程称为下料。当电芯下料后，由于其内部失去了卷针的支撑，内层的极片、隔膜容易松散，因此需要在下料后把电芯压扁。电芯下料和压扁的效果依赖于下料机构的结构。
3.如申请号为cn201721607181.x、名称为“一种电芯下料装置及卷绕设备”的中国实用新型专利所公开的那样，电芯下料机构通常包括多个用来夹紧电芯内外壁的夹紧杆，当夹紧杆夹紧电芯后，卷针从中抽离，以实现下料。电芯的压扁通常是在电芯下料后，两夹紧杆向相反方向拉伸电芯。
4.但是，当电芯较长时，下料机构采用的夹紧杆也会相应的较长，这就很难保证两夹紧杆之间的平行度。如果夹紧杆不平行，则会在卷针回退时与卷针发生干涉，造成卷针损伤或/和电芯破损。而且在拉伸电芯时，由于两夹紧杆的自由端不平行，也会导致电芯两端的压扁效果不一，影响电芯质量。这种情况在处理动力电芯等较长或较重的电芯时尤为常见。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于。
6.为实现上述目的，本实用新型的电芯下料机构，包括可被驱动沿一第一方向相对靠近和分离的第一夹持组件、第二夹持组件，所述第一夹持组件和第二夹持组件分别包括一内夹杆及一外夹杆，所述内夹杆、外夹杆沿一第二方向设置在一安装板上，且所述外夹杆可被驱动沿所述第一方向靠近及远离所述内夹杆，所述第一方向与所述第二方向垂直。还包括配合机构，所述配合机构包括限制所述第一夹持组件之内夹杆的第一配合件及限制所述第二夹持组件之内夹杆的第二配合件，所述第一、第二配合件可被驱动沿所述第一方向相对靠近和分离。
7.在一个实施例中，所述配合机构包括一电机驱动第一丝杆和第二丝杆，所述第一配合件设置在第一丝杆上，所述第二配合件设置在所述第二丝杆上。
8.在一个实施例中，所述第一配合件及第二配合件分别包括一卡槽，所述第一夹持组件、第二夹持组件的内夹杆的自由端分别卡扣在所述卡槽内。
9.在一个实施例中，所述第一配合件及第二配合件分别包括一开孔，所述第一夹持组件、第二夹持组件的内夹杆的自由端分别插设在所述开孔内。
10.在一个实施例中，所述第一夹持组件、第二夹持组件设置在一承载板上，并沿一第三方向整体运动，所述第三方向与所述第一方向及第二方向垂直。
11.在一个实施例中，所述配合机构设置在一驱动机构的运动端，并沿所述第三方向
整体运动。
12.在一个实施例中，所述配合机构在所述第三方向上的运动范围小于所述第一夹持组件和所述第二夹持组件在第三方向上的运动范围。
13.在一个实施例中，所述两安装板分别被驱动沿所述第二方向运动，以使所述内夹杆分别匹配所述第一配合件及第二配合件。
14.在一个实施例中，所述安装板分别设置在一滑动板上，所述滑动板分别设置在一沿所述第二方向设置的滑轨上。
15.在一个实施例中，所述滑动板对应所述安装板分别设置一调节机构，以调节所述第一夹持组件、第二夹持组件在所述第二方向的朝向。
16.综上所述，本实用新型通过设置第一配合件、第二配合件，可以在拉扁电芯时防止两夹持组件发生形变，降低了下料操作的不良率。
附图说明
17.图1是本实用新型一实施例的结构图；
18.图2是图1所示实施例中夹持组件的结构图；
19.图3是图1所示实施例中夹持组件在另一视角的结构图；
20.图4是图1所示实施例中夹持机构的结构图；
21.图5是图1所示实施例中配合机构的结构图。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
23.如图1所示，电芯下料机构100包括相对设置的夹持机构和配合机构150。夹持机构包括沿一第一方向平行设置的第一夹持组件110、第二夹持组件120，两夹持组件110、120设置在承载板130上，并通过一驱动电机131控制实现在第一方向上的相互靠近和远离。第一夹持组件110、第二夹持组件120可以分别被驱动沿一第二方向伸出和退回，该第二方向与第一方向垂直。承载板130可以在升降电机140的控制下带动第一夹持组件110、第二夹持组件120在一第三方向上实现整体运动。第三方向垂直于前述第一方向和第二方向，在图1中，第三方向是垂直于纸面的方向。配合机构150与夹持机构在第二方向上相对设置。
24.第一夹持组件110和第二夹持组件120具有相同的结构，本实施例仅以第一夹持组件110为例进行说明。
25.结合参阅图2、3，第一夹持组件110包括内夹杆111、外夹杆112，内夹杆111直接设置在一安装板113上，外夹杆112通过一滑动机构设置在该安装板113上。本实施例中，滑动机构包括安装外夹杆112的滑块及安装在安装板113上的滑轨，安装板113上另设置一夹紧气缸114，夹紧气缸114的工作杆用于驱动外夹杆112沿滑轨在前述第一方向运动，以靠近或远离所述内夹杆111。
26.第一夹持组件110还被设置为在第二方向运动，从而能够在下料时插入一待下料的电芯中，并在下料完毕后从该电芯中退出。为使第二方向的运动更加平稳，第一夹持组件110的安装板113先组装到一面积更大的滑动板115上，再通过滑动板115与设置在第二方向
上的滑轨116相配合。这种设计可以增大第一夹持组件110与滑轨116的接触面积，从而使滑动平稳。
27.为确保内夹杆111、外夹杆112在滑动板115上的安装位置与第二方向平行，本实施例的安装板113加工成“l”形，并在滑动板115上对应安装板113的内角缺口处固定设置一调节机构117。该调解机构117沿第二方向设置，且其上沿前述第一方向设置一组推抵件1171及一组拉紧件1172。所述推抵件1171是两个贯穿在调节机构117上的螺钉，通过旋进螺钉，可以使螺钉的头部向外侧推动安装板113的侧边；所述拉紧件1172是两个贯穿在调节机构117上、且固定在安装板113内的螺钉，通过旋出螺钉，可以使螺钉的头部向内拉动安装板113的侧边。通过螺钉微调安装板113在滑动板115上的的安装位置，可以把内夹杆111、外夹杆112调整到第二方向上。
28.较佳的选择是安装板113的相邻两边都设置前述的调节机构，从而可以在两个方向上调整安装板113的位置，进而高效地把两夹杆调整到第二方向上。
29.如图4所示，第一夹持组件110、第二夹持组件120分别通过一滑动机构设置在承载板130的两侧。本实施例中，滑动机构采用滑块和滑轨实现，且由于两夹持组件在第二方向上较长，因此每组夹持组件都对应设置两组滑动机构。承载板130上又设置一驱动电机131，驱动电机131的驱动轴连接一左旋丝杠及一右旋丝杠，两丝杠之间通过联轴器连接，两夹持组件110、120分别设置在两丝杠的轴套上，从而在驱动电机131运转时，两丝杠可以使第一、第二夹持组件110、120相对靠近和远离。
30.承载板130设置在一丝杠结构的轴套上，从而可以通过升降电机140带动两夹持组件在前述第三方向上运动。
31.结合参阅图1、5，配合机构150包括一第一配合件151、一第二配合件152及驱动两配合件相对靠近和远离的第一电机153。两配合件151、152分别设置在第一丝杠1531、第二丝杠1532的轴套上，两丝杠通过联轴器实现连接并通过第一电机153驱动。两配合件151、152上分别设置一卡槽1511、1521，卡槽1511、1521的作用是用来从内侧限制前述第一、第二夹持组件110、120的内夹杆111、121的自由端，防止两夹持组件在相对远离运动时两内夹杆因受力而变得与其对应的外夹杆不平行。
32.本实施例中，两卡槽具有与内夹杆自由端的轮廓相匹配的形状，以实现紧密的贴合。在其他实施例中，两卡槽可以用开孔设置，使内夹杆的自由端插入开孔中以限制其发生形变。由于孔通常是封闭结构，不能如本实施例一样从一侧限制内夹杆，所以此时需要设置开孔的配合件在第二方向发生位移实现与内夹杆自由端的接触。这种位移的距离通常较短，可以采用驱动机构配合导轨的方案实现，也可以采用连杆、斜面等机械结构改变运动方向实现。
33.如图5所示，第一、第二丝杠1531、1532设置在一固定板154上，为使两配合件运动平稳，固定板154上设置第一滑轨1541引导配合件的运动。固定板154设置在一第二电机155驱动的第三丝杠1551上，从而可以配合两夹持组件110、120在第三方向运动。同样地，为使两配合件在第三方向运动平稳，固定板154被设置在沿两导轨156运动。
34.以下对本实施例的操作过程进行说明。
35.本实施例组装在电芯卷绕机上，配合机构150通过两导轨156及第三丝杠1551而固定设置在卷绕机的主板上，卷绕机的卷针穿过主板从配合机构的上方伸出，夹持机构设置
在卷绕机的机架上，与卷针和配合机构150相对。由于配合机构设置在卷针下方，为避免影响卷针操作，在下料过程中，第一、第二配合件151、152在第三方向的运动范围小于夹持机构的运动范围。
36.当卷针上的电芯卷绕成型后，夹持机构被升降电机140沿第三方向驱动到正对于卷针的高度，然后第一、第二夹持组件110、120被驱动在第二方向运动从而两内夹杆111、121插入卷针中并设置在电芯内，两外夹杆112、122设置在电芯外。
37.然后，夹紧气缸114、124驱动外夹杆112、122向内夹杆111、121运动以夹紧电芯壁。此时，两内夹杆与其对应的外夹杆平行。随后卷针退出电芯。两夹持组件110、120被驱动在第三方向运动，并进入配合机构150在第三方向的运动范围。
38.随后，第一电机153驱动第一配合件151、第二配合件152与两夹持组件110、120相配合，以使两卡槽1511、1521限制两内夹杆111、121的自由端的位置。随后，驱动电机131控制两夹持组件110、120相对远离以拉扁电芯。在此过程中，第一电机153控制两配合件151、152与两内夹杆111、121同步运动，以确保在拉扁过程中，内外夹杆保持平衡。
39.以上实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。