一种电池铆接结构的解除装置的制作方法

本实用新型属于电池铆接技术领域，特别涉及一种电池铆接结构的解除装置。

背景技术：

动力电池的模组是由连接件将多个电池单体组合而成，单体之间的主要连接方式以焊接为主，但单体电芯的极耳被焊接后不能够将其有效的拆卸并再次使用。一种极耳铆接的连接方式可将极耳和连接件很好的连接，其使用可加热熔化的特种铆钉将极耳和连接件铆接起来，在由拆卸需求时可再次熔化将两者完好的分离，是未来电池单体和电池模组回收、再次利用的重要发展方向之一。

对于解除该种极耳铆接的连接方式，即如何高效的将特种铆钉一端加热、去除，得到一个方便拆卸的铆钉，并将其脱离极耳和连接件，目前尚未有一套适宜的装置具有以上功能。具有加热功能的装置，如电阻焊枪、摩擦焊枪等，虽然可以快速熔化掉特种铆钉的一端，但不能对熔化的材料进行吸收或去除，导致熔化的材料流到周边区域，冷凝后成为极耳和连接件上的杂物，不利于再次铆接。另外，如冲压、剪切等装置，虽然可以有效破拆特种铆钉，但由于铆接应力和铆钉自身强度较高，破拆会不可避免的损伤极耳和连接件，导致影响电池性能的发挥。

综上所述，为了能够有效的解除这种极耳铆接的连接方式，保证极耳和连接件拆卸后完好无损，同时还能将熔化的铆钉材料进行回收，一种具有加热、吸收功能的拆卸工装是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具有加热、抽离和移除残余铆钉的功能的电池铆接结构的解除装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电池铆接结构的解除装置，包括上钳体1、下钳体2、加热抽离机构总成3、下钳体托盘4、容器5、分导管61、总导管62和四通阀7；加热抽离机构总成3固接在上钳体1的前端，下钳体托盘4固接在下钳体2的前端，加热抽离机构总成3的中心轴线与下钳体托盘4的中心轴线重合，上钳体1上固接有四通阀7；

加热抽离机构总成3包括加热抽离机构壳体8、加热顶柱总成9、垫片10、弹簧11、电机及其传动机构14和信号控制端15；

加热抽离机构壳体8为中空结构，加热抽离机构壳体8侧壁上开有加热抽离机构壳体通气道191，加热抽离机构壳体8上部的内壁上开有加热抽离机构壳体安装孔181，加热抽离机构壳体8上部的内壁上竖直设有一对相对的导向凸台201；加热抽离机构壳体8下部的内壁上设有向内凸出的下凸台21；

导出装置22为桥形，三个导出装置22互成120°地设置在加热抽离机构壳体8的外侧；每个导出装置22内部开有“L”形的内导出通道231和外导出通道232，导出装置22的底部通过卡扣安装可拆卸的容器5，内导出通道231的一端和加热抽离机构壳体8内部相贯通直至加热抽离机构壳体8的底部，另一端与容器5连通，外导出通道232一端与容器5连通，另一端与分导管61连接；

三根分导管61的一端分别连接在四通阀7的三个端口，三根分导管61的另一端分别连接三个导出装置22的外导出通道232，总导管62的一端连接四通阀7余下的一个端口，另一端与外部抽真空装置连接；

加热顶柱总成9包括加热顶柱凸台24、加热顶柱主体25、圆柱滚子轴承132、安装轴26和止推轴承131；

位于上方的加热顶柱凸台24与位于下方的加热顶柱主体25一体成型，加热顶柱凸台24一侧开有加热顶柱凸台通气道192、内部开有加热顶柱凸台安装孔182，加热顶柱凸台24顶部开有长方体凹槽27；

加热顶柱主体25沿中心轴纵向开有加热顶柱主体通气道193，加热顶柱凸台通气道192、加热顶柱主体通气道193、加热顶柱凸台安装孔182通过长方体凹槽27相互连通；圆柱滚子轴承132安装在长方体凹槽27中，圆柱滚子轴承132中间有安装轴26，安装轴26两侧加装止推轴承131，安装轴26和止推轴承131安装在加热顶柱凸台安装孔182中，加热顶柱凸台24侧面纵向开有一对相对的导向凹槽202；

加热顶柱总成9布置在加热抽离机构壳体8的空腔中，加热顶柱主体25上套设有弹簧11，在弹簧11与下凸台21之间、弹簧11和加热顶柱凸台24之间各布置有垫片10，加热抽离机构壳体通气道191和加热顶柱凸台通气道192相对应，导向凸台201与导向凹槽202匹配；

凸轮机构12包括凸轮和穿过凸轮中部的凸轮轴，凸轮轴两端安装有凸轮机构止推轴承121，通过凸轮机构止推轴承121将凸轮机构12装入加热抽离机构壳体安装孔181，圆柱滚子轴承132的上表面和凸轮机构12的凸轮下表面接触，电机及其传动机构14固定在加热抽离机构壳体8的顶部，电机及其传动机构14的动力输出端与凸轮机构12的凸轮轴一端连接；

加热抽离机构壳体8和加热顶柱主体25的底端为一弧面，在加热抽离机构壳体8的底端表面为第一加热工作表面281，在加热顶柱主体25的表面为第二加热工作表面282，第一加热工作表面281上设有三个抽离熔化材料的内导出通道开口233，内导出通道开口233与内导出通道231连通，内导出通道开口233呈月牙形且互成120°；

第一加热工作表面281和第二加热工作表面282的加热部分包括薄膜电阻291和绝缘层292；

信号控制端15安装在电机及其传动机构14的一侧，与外部控制器、薄膜电阻291和电机及其传动机构14电连接。

加热抽离机构壳体8顶面有两处互成180°的螺纹孔17，通过内六角螺栓16与螺纹孔17栓接将电机及其传动机构14固定在加热抽离机构壳体8的顶部。

加热抽离机构总成3为圆柱型。

加热顶柱凸台24侧面纵向还开有两个导向凹槽202，所述四个导向凹槽202互成90°。

本实用新型的有益效果在于：

1.该解除装置一端具有加热功能，可将特种铆钉的一端加热融化变形，加热部分在融化后成固液混合相，有利于脱离铆钉主体，无应力，且不损伤极耳和连接件；

2.该解除装置一端具有抽离功能，可将特种铆钉融化后的固液混合相材料整体抽出，解除铆接结构，不会在极耳和连接件表面残留，有利于再次进行铆接；

3.该解除装置可安装容器，该容器可存放抽离后的铆钉材料，有利于其再次回收利用；

4.该解除装置一端具有凸轮机构和顶柱机构，可在熔化的材料抽离后，将残余铆钉从极耳、连接件安装孔中推出，提高的拆卸速度；

5.该解除装置具有电机，可精确控制残余铆钉的推出速度和顶柱的位置；

6.该解除装置工作段、钳体体积小，不需要大型动力源，方便在电池模组狭小环境中作业。

附图说明

图1为本实用新型的电池铆接结构的解除装置的结构示意图；

图2为本实用新型的电池铆接结构的解除装置的另一方向的结构示意图；

图3为本实用新型的电池铆接结构中加热抽离机构总成的剖视图；

图4为本实用新型的电池铆接结构中加热抽离机构壳体的剖视图；

图5为本实用新型的电池铆接结构中加热顶柱总成的剖视图；

图6为本实用新型的电池铆接结构中加热抽离机构和加热顶柱总成装配后的仰视图；

图7为图6中D-D区域的剖视图；

图8为凸轮机构在转动过程中圆柱滚子轴承的位置关系图；

图9为本实用新型的电池铆接结构的解除装置开始接触极耳铆接结构时的剖视图；

图10为本实用新型在解除铆接结构过程中，加热抽离机构加热融化特种铆钉一端时的剖视图；

图11为本实用新型在解除铆接结构过程中，加热抽离机构将融化特种铆钉材料抽离时的剖视图；

图12为本实用新型在解除铆接结构过程中，顶柱将残余铆钉顶出时的剖视图。

附图标记：

1上钳体 2下钳体

3加热抽离机构总成 4下钳体托盘

5容器 61分导管

62总导管 7四通阀

8加热抽离机构壳体 9加热顶柱总成

10垫片 11弹簧

12凸轮机构 131止推轴承

132圆柱滚子轴承 14电机及其传动机构

15信号控制端 16内六角螺栓

17螺纹孔 181加热抽离机构壳体安装孔

182加热顶柱凸台安装孔 191加热抽离机构壳体通气道

192加热顶柱凸台通气道 193加热顶柱主体通气道

201导向凸台 202导向凹槽

21下凸台 22导出装置

231内导出通道 232外导出通道

233内导出通道开口 24加热顶柱凸台

25加热顶柱主体 26安装轴

27长方体凹槽 281第一加热工作表面

282第二加热工作表面 291薄膜电阻

292绝缘层 30特种铆钉

31极耳 32连接件

331熔化部分 332残余(未熔化)部分

341抽离部分 342移除部分

35电池铆接结构安装孔 121凸轮机构止推轴承

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，一种电池铆接结构的解除装置，包括上钳体1、下钳体2、加热抽离机构总成3、下钳体托盘4、容器5、分导管61、总导管62和四通阀7。

加热抽离机构总成3优选为圆柱型，其固接在上钳体1的前端。下钳体托盘4固接在下钳体2的前端。加热抽离机构总成3的中心轴线与下钳体托盘4的中心轴线重合，上钳体1上固接有四通阀7。

如图1～图7所示，加热抽离机构总成3包括加热抽离机构壳体8、加热顶柱总成9、垫片10、弹簧11、电机及其传动机构14、信号控制端15和内六角螺栓16。

加热抽离机构壳体8为中空结构，顶面有两个对称布置的螺纹孔17；加热抽离机构壳体8侧壁上开有加热抽离机构壳体通气道191，加热抽离机构壳体8上部的内壁上开有加热抽离机构壳体安装孔181，加热抽离机构壳体8上部的内壁上竖直设有一对相对的导向凸台201；加热抽离机构壳体8下部的内壁上设有向内凸出的下凸台21。

导出装置22为桥形，三个导出装置22互成120°地布置在加热抽离机构壳体8的外侧。

每个导出装置22内部开有“L”形的内导出通道231和外导出通道232。导出装置22的底部通过卡扣安装可拆卸的容器5。内导出通道231的一端和加热抽离机构壳体8内部相贯通直至加热抽离机构壳体8的底部，另一端与容器5连通。外导出通道232一端与容器5连通，另一端与分导管61连接。

三根分导管61的一端分别连接在四通阀7的三个端口，三根分导管61的另一端分别连接三个导出装置22的外导出通道232。总导管62的一端连接四通阀7余下的一个端口，另一端与外部抽真空装置连接。

加热顶柱总成9包括加热顶柱凸台24、加热顶柱主体25、圆柱滚子轴承132、安装轴26和止推轴承131。

位于上方的加热顶柱凸台24与位于下方的加热顶柱主体25一体成型。加热顶柱凸台24一侧开有加热顶柱凸台通气道192、内部开有加热顶柱凸台安装孔182，加热顶柱凸台24顶部开有长方体凹槽27。

加热顶柱主体25沿中心轴纵向开有加热顶柱主体通气道193。加热顶柱凸台通气道192、加热顶柱主体通气道193、加热顶柱凸台安装孔182通过长方体凹槽27相互连通。圆柱滚子轴承132安装在长方体凹槽27中，圆柱滚子轴承132中间设有安装轴26，安装轴26两侧加装止推轴承131，安装轴26和止推轴承131安装在加热顶柱凸台安装孔182中。加热顶柱凸台24侧面纵向开有一对相对的导向凹槽202。

加热顶柱总成9布置在加热抽离机构壳体8的空腔中，加热顶柱主体25上套设有弹簧11，在弹簧11与下凸台21之间、弹簧11和加热顶柱凸台24之间各布置有垫片10，加热抽离机构壳体通气道191和加热顶柱凸台通气道192相对应，导向凸台201与导向凹槽202进行匹配。

优选地，加热顶柱凸台24侧面纵向还开有两个导向凹槽202，所述四个导向凹槽202互成90°，导向凸台201与其中两个导向凹槽202进行匹配，另外两个导向凹槽202起到排气、平衡压力或布线的作用。

凸轮机构12包括凸轮和穿过凸轮中部的凸轮轴，凸轮轴两端安装有凸轮机构止推轴承121，通过凸轮机构止推轴承121将凸轮机构12装入加热抽离机构壳体安装孔181，圆柱滚子轴承132的上表面和凸轮机构12的凸轮下表面充分接触。通过内六角螺栓16与螺纹孔17栓接将电机及其传动机构14固定在加热抽离机构壳体8的顶部，并将电机及其传动机构14的动力输出端与凸轮机构12的凸轮轴一端连接，使电机及传动机构14能够控制凸轮机构12的转动。

加热抽离机构壳体8和加热顶柱主体25的底端为一弧面，在加热抽离机构壳体8的底端表面为第一加热工作表面281，在加热顶柱主体25的表面为第二加热工作表面282，第一加热工作表面281上开有三个抽离熔化材料的内导出通道开口233，内导出通道开口233与内导出通道231连通，内导出通道开口233呈月牙形且互成120°，此布置有利于保持材料抽出时压力的一致性，避免一侧抽离不均匀，导致有残留在极耳和连接件上。

第一加热工作表面281和第二加热工作表面282的加热部分包括薄膜电阻(Thick film)291和绝缘层292。绝缘层292有导热和绝缘的作用。由于特种铆钉在熔化后内部应力很小，且膨胀部分会先行向内导出通道231和加热顶柱主体通气道193扩散，所以在整个解除铆接过程中，薄膜电阻291和绝缘层292都不会受到很大的应力，不会损伤到两者内部结构。

信号控制端15安装在电机及其传动机构14的一侧，与外部控制器、薄膜电阻291和电机及其传动机构14电连接，用于接收外部控制器给加热抽离机构壳体8和加热顶柱主体25上的薄膜电阻291的电源和PWM控制信号，以及接收外部控制器给电机及其传动机构14的电源和控制信号，同时将凸轮机构12的位置信号反馈给外部控制器。

如图8所示，由于弹簧11对加热顶柱总成9有向上的支撑力，故圆柱滚子轴承132和凸轮机构12充分接触，且在凸轮机构12转动时，加热顶柱总成9可以按照凸轮机构12的外轮廓进行往复运动。图8中A位置为上止点，C位置为下止点。

在加热顶柱总成9上下往复运动时，加热抽离机构壳体通气道191、加热顶柱凸台通气道192和加热顶柱主体通气道193始终贯通，可保持整个解除装置内部压力正常。

使用电池铆接结构的解除装置解除铆接的方法，包括如下步骤：

1.如图9所示，解除铆接装置在开始解除工作前，上钳体1和上钳体2张开一定距离通过被特种铆钉30铆接的极耳31和连接件32，并与特种铆钉30对齐，将特种铆钉30放置在下钳体托盘4上。凸轮机构12处于水平位置，加热顶柱总成9处于上止点。

2.如图10所示，解除铆接装置在开始解除工作时，信号控制端15向加热抽离机构壳体8和加热顶柱主体25上的薄膜电阻291输入加热功率信号和电源，使薄膜电阻291快速达到工作温度。上钳体1向下压紧，使用高温薄膜电阻291将特种铆钉30加热成熔化部分331和残余(未熔化)部分332。由于受热膨胀，一些熔化部分331会向内导出通道231和加热顶柱主体通气道193扩散。

3.如图11所示，当熔化部分331完全呈固液混合相时，信号控制端15向薄膜电阻291输入信号停止加热，然后外部抽真空装置通过总导管62对分导管61抽真空。受到负压作用，熔化部分331会沿三个内导出通道231抽出，抽离部分341脱离特种铆钉30母体，而外部空气会通过加热抽离机构壳体通气道191、加热顶柱凸台通气道192和加热顶柱主体通气道193流入熔化部分331原先所在区域，保持内外压差一致，同时气流推动抽离部分341向内导出通道231前进。抽离部分341在流向“L”形内导出通道231的弯道过程中，通道截面逐渐缩小，真空负压增大，促进抽离部分341聚集并加速通过，避免抽离部分341由于粘性和重力等因素无法被抽离。通过弯道后，通道截面逐渐增加，真空负压减少，抽离部分341受到惯性和重力影响落入容器5中，重力克服负压使得抽离部分341不会被抽入外导出通道232。然后关闭外部抽真空装置，抽离部分341在容器5中摊平、冷凝，形成移除部分342。当移除部分342达到一定量时，可取下容器5，将移除部分342回收再利用，并换上新的容器5继续收集。

4.如图12所示，当完成抽离工作时，电机及传动机构14带动凸轮机构12转动，推动圆柱滚子轴承132使加热顶柱总成9移动至下止点，将残余(未熔化)部分332推出极耳31和连接件32的电池铆接结构安装孔35，下钳体托盘4同步向下移动，带走残余(未熔化)部分332并将其回收再利用。推出动作完成后，凸轮机构12再次转动，弹簧11推动加热顶柱总成9复位，返回上止点，然后上钳体1和下钳体2张开并远离极耳31和连接件32，完成解除工作。

基于上述实施例，本实用新型所提供的加热工作表面还可以根据铆钉具体形状情况设计成方形、椭圆形等其他形状，原理上述实施例一致，不再过多阐述。

基于上述实施例，本实用新型所提供一种解除铆接装置还可以根据特种铆钉大小增加或减少内、外导出通道和导出装置的数量，内导出通道开口的形状也可根据具体情况呈圆形或椭圆形，原理上述实施例一致，不再过多阐述。

除了上述实施例所提供的解除铆接装置，本实用新型还提供一种包括上述实施例公开的机械臂，该机械臂包括加热抽离机构总成、加热顶柱总成、解除铆接装置，其具体构造和特征请参考上述各个实施例，该机械臂由于设置了上述加热抽离机构总成、加热顶柱、解除铆接装置，安装简便且结构合理，该机械臂的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的加热抽离机构总成、加热顶柱总成、解除铆接装置，及具有该加热抽离机构总成、加热顶柱总成、解除铆接装置的机械臂进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。