卷绕装置的制作方法

本发明涉及电池生产设备技术领域，尤其涉及一种卷绕装置。

背景技术：

在电池的生产过程中，需要将多个极片或箔片等材料进行卷绕形成素子，卷绕的过程通常是由卷绕装置来完成的。

现有的卷绕装置采用电机驱动轴杆转动，轴杆再通过齿轮或者带轮等传动机构带动卷针组件转动，从而实现极片或者箔片等材料的卷绕。但是在目前的卷绕装置中，一方面，与卷针组件相连接的轴杆以及轴杆与电机之间的齿轮都是直接暴露在外面，容易有异物进入，产生卡顿现象，不仅会影响电池卷绕的质量，而且严重时会损坏机器；另一方面，电机与轴杆之间的传动以及轴杆与卷针组件之间的传动机构所占用的空间较大。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种卷绕装置，不仅能够有效避免异物进入，防止卡顿，而且能够节省空间。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种卷绕装置，包括：

机架；

第一转动件，所述第一转动件为环状，所述第一转动件的内侧面包括第一部分和第二部分；

第一驱动组件，所述第一驱动组件连接于所述第一转动件的外侧面，用于驱动所述第一转动件转动；

换向座，所述换向座设置于所述机架上，所述第一转动件套设于所述换向座上，所述换向座与所述第一部分之间连接有第一轴承，所述换向座的侧壁与所述第一转动件的第二部分相对应的位置开设有第一避让孔；

第一传动连接件，所述第一传动连接件设置于所述换向座内部，且所述第一传动连接件穿过所述第一避让孔与所述第一转动件的第二部分传动配合；以及

第一卷针组件，所述第一卷针组件连接于所述第一传动连接件。

进一步的，还包括第二转动件、第二驱动组件、第二传动连接件和第二卷针组件，所述第二转动件的结构与所述第一转动件的结构相同或相似，所述第二转动件和所述第一转动件沿所述换向座的轴向排列，所述第二驱动组件连接于所述第二转动件的外侧面，用于驱动所述第二转动件转动；所述换向座的侧壁与所述第二转动件的第二部分相对应的位置开设有第二避让孔；所述第二传动连接件设置于所述换向座内部，且所述第二传动连接件穿过所述第二避让孔与所述第二转动件的第二部分传动配合；所述第二卷针组件连接于所述第二传动连接件。

进一步的，所述第一避让孔和所述第二避让孔分别位于所述换向座的周向上的不同位置。

进一步的，还包括第三转动件、第三驱动组件、第三传动连接件和第三卷针组件，所述第三转动件的结构与所述第一转动件的结构相同或相似，所述第三转动件、所述第二转动件和所述第一转动件依次沿所述换向座的轴向排列，所述第三驱动组件连接于所述第三转动件的外侧面，用于驱动所述第三转动件转动；所述换向座的侧壁与所述第三转动件的第二部分相对应的位置开设有第三避让孔；所述第三传动连接件设置于所述换向座内部，且所述第三传动连接件穿过所述第三避让孔与所述第三转动件的第二部分传动配合；所述第三卷针组件连接于所述第三传动连接件。

进一步的，所述第一避让孔、所述第二避让孔和所述第三避让孔在所述换向座的周向上均匀分布。

进一步的，所述换向座的外侧壁上还设置有多个间隔定位块，所述多个间隔定位块的位置分别与所述第一转动件、所述第二转动件和所述第三转动件的第一部分相对应，且所述间隔定位块在所述换向座轴向上的长度均大于所述第一转动件、所述第二转动件和所述第三转动件的第一部分的长度。

进一步的，还包括第四驱动组件，所述第四驱动组件连接于所述换向座，用于驱动所述换向座转动。

进一步的，所述第四驱动组件包括第四驱动件和传动机构，所述第四驱动件固定于所述机架上，所述传动机构的输入端与所述第四驱动件连接，所述传动机构的输出端套设于所述换向座外。

进一步的，所述第四驱动件为伺服马达。

进一步的，还包括控制系统，在所述第一卷针组件或第二卷针组件或第三卷针组件转动卷绕材料时，所述控制系统用于控制所述第四驱动组件驱动所述换向座转动，以使材料保持张紧状态。

进一步的，还包括外顶机构，所述外顶机构包括中心轴、顶板和顶针，中心轴的两端分别固定连接于所述换向座和所述顶板，所述顶针的前端连接于所述顶板，所述顶针的后端与所述第一卷针组件相配合，用于支撑所述第一卷针组件的前端。

进一步的，还包括第五驱动组件和出针组件，所述出针组件包括第一凸轮和第一连杆机构，所述第一凸轮连接于所述第五驱动组件的动力输出轴，所述第一连杆机构的一端与所述第一凸轮滚动接触，所述第一卷针组件包括第一轴杆和第一卷针，所述第一轴杆远离所述第一卷针的一端靠近所述第一连杆机构的另一端设置，所述第一凸轮转动使所述第一连杆机构向前推出所述第一卷针组件。

进一步的，还包括抽针组件，所述抽针组件包括第二凸轮和第二连杆机构，所述第二凸轮连接于所述第五驱动组件，所述第二连杆机构的一端与所述第二凸轮滚动接触；所述第二卷针组件包括第二轴杆和第二卷针，所述第二轴杆远离所述第二卷针的一端设置有第二抵挡件；所述第二连杆机构的另一端位于所述第二抵挡件靠近所述第二卷针的一侧，所述第二凸轮转动使所述第二连杆机构向后抽回所述第二卷针组件。

进一步的，还包括卷针定位组件，所述第一轴杆与所述换向座之间通过所述卷针定位组件连接，所述第一轴杆上设置有环形凹槽，所述卷针定位组件包括定位套和弹性定位珠，所述定位套套设于所述第一轴杆外，所述弹性定位珠沿所述定位套的径向可伸缩，所述出针组件向前推出所述第一卷针组件时，所述弹性定位珠卡设于所述环形凹槽内。

进一步的，所述第一驱动组件包括第一连接板、第一安装板、紧固件和第一电机，所述第一连接板连接于所述机架，所述第一安装板或者第一连接板上设置有腰型孔，所述紧固件穿过所述腰型孔并连接所述第一安装板和所述第一连接板，所述第一电机固定于所述第一安装板上。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

本发明的卷绕装置将第一传动连接件设置于换向座内部，而不是将其暴露在外面，并使第一传动连接件在换向座内侧与换向座外侧的第一转动件相传动配合，一方面使卷绕装置的整体结构的布局更加紧凑，节省了很多空间；另一方面，可防止异物进入第一传动连接件内而引起卡顿现象，保证卷绕过程的顺利进行，使机器的使用寿命也更长。

附图说明

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获得其他的附图。

其中：

图1为本发明实施例一的卷绕装置的后侧的结构示意图；

图2为本发明实施例一的卷绕装置的部分组件的爆炸图；

图3为本发明实施例一的定位套组件的结构示意图；

图4为本发明实施例一的卷绕装置的后侧另一角度的结构示意图；

图5为本发明实施例二的卷绕装置的部分组件的示意图；

图6为本发明实施例二的外顶机构的结构示意图；

标号说明：

1、机架；2、第一传动连接件；

3、第一转动件；31、第一部分；32、第二部分；

4、第一驱动组件；41、第一连接板；42、第一安装板；43、第一电机；

5、换向座；51、第一避让孔；52、第二避让孔；

6、第一卷针组件；61、第一轴杆；611、环形凹槽；62、第一卷针；63、第一抵挡件；

7、卷针定位组件；71、止动垫圈；72、定位套；73、弹性定位珠；

8、第二转动件；9、第二驱动组件；10、第二传动连接件；11、第二卷针组件；12、第三转动件；13、第三驱动组件；14、第三传动连接件；15、第三卷针组件；16、间隔定位块；17、第四驱动组件；

18、外顶机构；181、中心轴；182、顶板；183、顶杆；184、顶针；

19、第五驱动组件；

20、出针组件；201、第一凸轮；202、第一连杆机构；

21、抽针组件；211、第二凸轮；212、第二连杆机构。

具体实施方式

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。

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，如果所述特定姿态发生改变时，则所述方向性指示也相应地随之改变。

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所述特征。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。

请参照图1和图2，本发明提供一种卷绕装置，主要用于电池生产中极片或者箔片的卷绕，当然也可以用于其他行业的卷绕。

该卷绕装置包括机架1、换向座5、第一转动件3、第一驱动组件4、第一传动连接件2和第一卷针组件6，机架1竖直设置。换向座5为筒状结构，优选的，换向座5为两端封闭的筒状结构，换向座5的外侧面通过轴承可转动连接于机架1。第一驱动组件4连接于第一转动件3的外侧面，用于驱动第一转动件3转动。第一转动件3为环状结构，其具有内侧面和外侧面，第一转动件3的内侧面包括第一部分31和第二部分32，第一部分31为光滑的柱面，第二部分32为齿状；第一部分31通过第一轴承套接于换向座5外，换向座5的侧壁与第一转动件3的第二部分32相对应的位置开设有第一避让孔51，第一传动连接件2设置于换向座5内部，且靠近第一避让孔51设置，第一传动连接件2的边缘穿过第一避让孔51与第一转动件3的第二部分32传动配合，第一卷针组件6连接于第一传动连接件2。在本实施例中，第一传动连接件2为齿轮，因此，在第一驱动组件4带动第一转动件3转动时，第一转动件3内侧的齿会带动第一传动连接件2转动，从而使第一卷针组件6转动，以对材料进行卷绕。本发明将第一传动连接件2设置于换向座5的内部，而不是将其暴露在外面，并使第一传动连接件2在换向座5内侧与换向座5外侧的第一转动件3啮合，一方面使卷绕装置的结构更加紧凑，节省了很多空间，另一方面，可防止异物进入第一传动连接件2内而引起卡顿现象，保证卷绕过程的顺利进行，使机器的使用寿命也更长。

具体的，第一驱动组件4包括第一连接板41、第一安装板42、紧固件和第一电机43，第一连接板41连接于机架1，第一安装板42或者第一连接板41上设置有腰型孔，紧固件穿过腰型孔并连接第一安装板42和第一连接板41，第一电机43固定于第一安装板42上。第一驱动组件4和第二转动件8之间通过皮带和带轮传动，第一电机43的动力输出端连接于主动带轮，第一转动件3为从动带轮。

第一卷针组件6包括第一轴杆61和和第一卷针62，第一卷针62包括卡槽，开始卷绕材料时，材料的端部可卡入卡槽中，第一卷针62转动时，可将材料卷绕于第一卷针62上。第一轴杆61的前端连接于第一卷针62，第一轴杆61的后端包括第一抵挡件63，第一轴杆61与第一传动连接件2的内侧通过键和键槽连接，键的长度方向与第一轴杆61的长度方向平行。因此，第一传动连接件2能够带动第一卷针组件6转动，同时第一卷针组件6能够沿轴向进行移动，从而实现第一卷针62的伸出或者缩回。第一卷针62伸出时，可实现材料的卷绕；第一卷针62缩回时，可实现卷绕后的素子的取料。

优选的，第一轴杆61与换向座5之间通过卷针定位组件7连接，第一轴杆61上设置有环形凹槽611；如图3所示，卷针定位组件7包括止动垫圈71、定位套72和弹性定位珠73，止动垫圈71连接于定位套72，与定位套72相配合，防止定位套72松动。定位套72套设于第一轴杆61外；弹性定位珠73沿定位套72的径向可伸缩，出针组件20向前推出第一卷针组件6时，弹性定位珠73卡设于环形凹槽611内。弹性定位柱与环形凹槽611的配合，可防止第一卷针组件6在进行卷绕工作的过程中发生轴向移动，保证卷绕质量。

在一实施例中，如图4和图5所示，卷绕装置还包括第二转动件8、第二驱动组件9、第二传动连接件10和第二卷针组件11，第二转动件8的结构与第一转动件3的结构相同或相似，第二驱动组件9的结构与第一驱动组件4的结构相同，第二卷针组件11与第一卷针组件6的结构相同。第二转动件8和第一转动件3沿换向座5的轴向依次排列，第二驱动组件9连接于第二转动件8的外侧面，用于驱动第二转动件8转动；第二转动件8的第一部分31通过第二轴承与换向座5连接；换向座5的侧壁与第二转动件8的第二部分32相对应的位置开设有第二避让孔52，第一避让孔51和第二避让孔52分别位于换向座5的周向上的不同位置。第二传动连接件10设置于换向座5内部，且第二传动连接件10穿过第二避让孔52与第二转动件8的第二部分32啮合；第二卷针组件11连接于第二传动连接件10。在该实施例中，卷绕装置可实现两个工位同时工作，以提高生产效率。

在一实施例中，卷绕装置还包括第三转动件12、第三驱动组件13、第三传动连接件14和第三卷针组件15，第三转动件12的结构与第一转动件3的结构相同或相似，第三驱动组件13的结构与第一驱动组件4的结构相同，第三卷针组件15与第一卷针组件6的结构相同。第三转动件12、第二转动件8和第一转动件3依次沿换向座5的轴向排列，第三驱动组件13连接于第三转动件12的外侧面，用于驱动第三转动件12转动；第三转动件12的第一部分31通过第三轴承与换向座5连接；换向座5的侧壁与第三转动件12的第二部分32相对应的位置开设有第三避让孔；第三传动连接件14设置于换向座5内部，且第三传动连接件14穿过第三避让孔与第三转动件12的第二部分32啮合；第三卷针组件15连接于第三传动连接件14。在该实施例中，卷绕装置可实现三个工位同时工作，以提高生产效率。

换向座5的外侧壁上还设置有多个间隔定位块16，多个间隔定位块16的位置分别与第一转动件3、第二转动件8和第三转动件12的第一部分31相对应，且间隔定位块16在换向座5轴向上的长度均大于第一转动件3、第二转动件8和第三转动件12的第一部分31的长度。间隔定位块16位于第一轴承和第二轴承之间或者位于第二轴承和第三轴承之间。间隔定位块16的设置可保证第一转动件3、第二转动件8和第三转动件12之间均具有间隙，使其相互之间不发生干涉和摩擦。

在一实施例中，第一避让孔51、第二避让孔52和第三避让孔在换向座5的周向上均匀分布。该卷绕装置还包括第四驱动组件17，第四驱动组件17连接于换向座5，用于驱动换向座5转动。换向座5转动时，第一卷针组件6、第二卷针组件11和第三卷针组件15的位置发生变换。三个卷针组件可分别实现卷绕、贴胶和取料，三个卷针组件的工作同时进行，并依次在卷绕工位、贴胶工位和取料工位上循环流动。

具体的，第四驱动组件17包括第四驱动件和传动机构，第四驱动件固定于机架1上，传动机构的输入端与第四驱动件连接，传动机构的输出端套设于换向座5外。在本实施例中，第四驱动件为伺服马达，伺服马达通过齿轮组件驱动换向座5转动。

更进一步的，该卷绕装置还包括控制系统，在第一卷针组件6或第二卷针组件11或第三卷针组件15转动并卷绕材料时，控制系统用于控制伺服马达驱动换向座5转动，以使材料保持张紧状态。因此，本实施例使用伺服马达驱动换向座5转动，相比于现有技术中使用分割器驱动换向座5，本实施例不仅可以随时调整卷绕角度，使材料始终保持张紧状态，提高卷绕质量，而且能够精确控制转动角度，还可减少装置的重量。

请参考图5和图6，该卷绕装置还包括外顶机构18，外顶机构18位于机架1的前侧，外顶机构18包括中心轴181、顶板182、三个顶杆183和三个顶针184，中心轴181的两端分别固定连接于换向座5和顶板182，换向座5转动时，外顶机构18能够跟随换向座5一起转动；顶杆183为筒状结构，顶杆183的前端连接于顶板182，顶针184位于顶杆183内部的中心位置，卷针向前伸出时，顶针184的后端可与第一卷针组件6相配合，用于支撑第一卷针组件6的前端，保证卷针在卷绕过程中的稳定性。

值得一提的是，该卷绕装置还包括第五驱动组件19、出针组件20和抽针组件21，第五驱动组件19用于驱动出针组件20和抽针组件21的运动，出针组件20与第一卷针组件6上相对应(第一卷针组件6位于卷绕工位时)，用于将第一卷针62向前推出，便于第一卷针62开始卷绕材料；抽针组件21与第二卷针组件11相对应(第二卷针组件11位于取料工位时)，用于将第二卷针向后抽回，便于取料装置将第二卷针上的素子取下。

具体的，出针组件20包括第一凸轮201和第一连杆机构202，第一凸轮201连接于第五驱动组件19的动力输出轴，第一连杆机构202的一端与第一凸轮201滚动接触，第一轴杆61远离第一卷针62的一端靠近第一连杆机构202的另一端设置，第一凸轮201转动使第一连杆机构202向前推出第一卷针组件6。

抽针组件21包括第二凸轮211和第二连杆机构212，第二凸轮211连接于第五驱动组件19，第二连杆机构212的一端与第二凸轮211滚动接触；第二卷针组件11包括第二轴杆和第二卷针，第二轴杆远离第二卷针的一端设置有第二抵挡件；第二连杆机构212的另一端位于第二抵挡件朝向第二卷针的一侧，第二凸轮211转动使第二连杆机构212向后抽回第二卷针组件11。

第五驱动组件19的动力输出轴转动时，出针组件20和抽针组件21可以是同时动作，也可以是分开动作，具体可根据情况设定第一凸轮201和第二凸轮211的位置。

综上，本发明提供的卷绕装置结构简单、占用空间小、重量小；可防止异物进入传动连接件内而引起卡顿，保证生产的顺利进行，提高机器的使用寿命；而且该卷绕装置在卷绕的过程中，可随时调整卷针的位置，使待卷绕的材料始终保持张紧状态，提高卷绕质量。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。