电芯堆叠设备的制作方法

本发明实施方式涉及电池领域，特别涉及电芯堆叠设备。

背景技术：

随着市场对电池制造设备的自动化要求不断提高，对于堆叠工序的效率、良率等性能挑战也日益提升。考虑到电芯尺寸设计逐步趋向于细长化、大型化(极片长度500mm以上)，设备高速运行状态下的机构整体刚性及稳定性势必成为电芯品质保障的首要条件。尽可能地减少堆叠机构传动链复杂度，同时提升系统刚性，至关重要。

电芯堆叠是电池生产工艺的一个重要环节，是将正极极片、隔膜、负极极片通过层叠组合而成电芯的过程。堆叠工序是电芯整线产能的瓶颈工序，其效率受限于机构惯量、机构结构形式、机构驱动方式等因素，对于大尺寸电芯(极片长度500mm以上)的影响尤其明显，传统的单悬臂式、单驱动式方案，已无法满足大尺寸电芯高速堆叠的工况需求，设备全生命周期的综合性能指标及设备寿命指标面临巨大挑战，新式的高速堆叠设计方案亟待开发。

技术实现要素：

本发明实施方式的目的在于提供一种电芯堆叠设备，使得提高了电芯堆叠设备的运动响应能力和运动稳定性。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种电芯堆叠设备，包括：

基座；

承接装置，接收正极片、负极片及隔膜；

三个运输装置，分别沿预设方向运动，向所述承接装置运输所述正极片、所述负极片和所述隔膜；

两个相对设置的第一驱动装置和第二驱动装置，设置在所述基座上，每个所述运输装置的两端分别由所述第一驱动装置和所述第二驱动装置驱动，且沿垂直于所述预设方向同步运动；以及

主控模块，与所述第一驱动装置、第二驱动装置电连接。

本发明实施方式相对于现有技术而言，由于设有第一驱动装置和第二驱动装置，运输装置沿预设方向运动，且主控模块控制第一驱动装置和第二驱动装置驱动各运输装置垂直于预设方向的两端同步运动，从而使得各运输装置的两端均被驱动，防止运输装置单侧驱动中引入的偏载卡滞等磨损问题，使得电芯堆叠设备运行更为稳定。

在一实施方式中，所述第一驱动装置包括：

第一定子，设置在所述基座上，沿所述预设方向延伸；以及

三个第一动子，与各所述运输装置一一对应相连，且与所述第一定子相对设置；其中所述主控模块控制各所述第一动子分别沿所述第一定子运动；且所述第一动子带动其对应的运输装置的运动速率与该运输装置被所述第二驱动装置驱动的运动速率相同。

在一实施方式中，所述第一定子设有至少两个，其中各所述第一定子至少与一个所述第一动子相配合。

在一实施方式中，所述第二驱动装置包括：

第二定子，与所述第一定子沿所述预设方向相垂直的方向上相对设置在所述基座上，沿所述预设方向延伸；以及

三个第二动子，与各所述运输装置一一对应相连，且与所述第二定子相对设置；其中所述主控模块控制各所述第二动子分别沿所述第二定子运动，且所述主控模块控制连接同一所述运输装置的第一动子和第二动子同步运动。

在一实施方式中，所述第二定子设有至少两个，其中至少一个所述第二动子与一个所述第二定子相配合。

在一实施方式中，述第一驱动装置包括：

三个第一驱动组件，设置在所述基座上，与各所述运输装置一一对应相连，其中所述主控模块控制各所述第一驱动组件驱动其对应的运输装置运动；各所述第一驱动组件驱动其对应的运输装置的运动速率与该运输装置被所述第二驱动装置驱动的运动速率相同。

在一实施方式中，各所述第一驱动组件包括：

第一动力件，设置在所述基座上；以及

第一丝杠，与所述第一动力件相连，且沿所述预设方向延伸，所述运输装置与所述第一丝杠相连。

在一实施方式中，所述第二驱动装置包括：

三个第二驱动组件，设置在所述基座上，与各所述运输装置一一对应相连，各第二驱动组件与连接同一运输装置的第一驱动组件在与所述预设方向相垂直的方向上相对设置；其中所述主控模块控制各所述第二驱动组件驱动其对应的运输装置运动，且所述主控模块控制连接同一所述运输装置的第一驱动组件和第二驱动组件同步运动。

在一实施方式中，各所述第二驱动组件包括：

第二动力件，设置在所述基座上；以及

第二丝杠，与所述第二动力件相连，且沿所述预设方向延伸，所述运输装置与所述第二丝杠相连。

在一实施方式中，所述承接装置包括：

承接台；以及

承接驱动件，驱动所述承接台升降运动，且与所述主控模块电性连接。

在一实施方式中，所述基座包括：沿预设方向延伸的第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部和所述第二支撑部相对设置；

所述第一驱动装置设置在所述第一支撑部上；所述第二驱动装置设置在所述第二支撑部上；各所述运输装置位于所述第一支撑部和所述第二支撑部之间。

附图说明

一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明中第一实施方式的电芯堆叠设备的轴测图；

图2是本发明中第一实施方式的电芯堆叠设备的俯视图；

图3是本发明中第一实施方式的电芯堆叠设备的局部示意图；

图4是本发明中第一实施方式的电芯堆叠设备的电路模块图；

图5是本发明中第二实施方式的电芯堆叠设备的轴测图；

其中，1、基座；11、第一支撑部；12、第二支撑部；2、承接装置；21、承接台；22、承接驱动件；41、第一定子；42、第一动子；43、第一动子；44、第一动子；31、运输装置；32、运输装置；321、第一侧板；322、第二侧板；323、第一夹持滚轴组；324、第二夹持滚轴组；33、运输装置；51、第二定子；52、第二动子；53、第二动子；54、第二动子；61、第一驱动组件；611、第一动力件；612、第一丝杠；62、第一驱动组件；63、第一驱动组件；71、第二驱动组件；72、第二驱动组件；73、第二驱动组件；711、第二动力件；712、第二丝杠。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。

在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

下文参照附图描述本发明的实施方式。本发明的第一实施方式涉及一种电芯堆叠设备。如图1-4所示，电芯堆叠设备包括：基座1、承接装置2、运输装置31、运输装置32、运输装置33、主控模块、第一驱动装置和第二驱动装置，主控模块与第一驱动装置和第二驱动装置电性连接，并控制第一驱动装置和第二驱动装置驱动运输装置31、运输装置32、运输装置33。运输装置31运输正极片，运输装置32运输隔膜，运输装置33运输负极片。第一驱动装置和第二驱动装置相对设置，运输装置31、运输装置32、运输装置33沿预设方向运动，即图1中的x轴方向运动。第一驱动装置和第二驱动装置沿y轴方向相对设置，y轴方向与x轴方向相对设置。第一驱动装置驱动运输装置31、运输装置32、运输装置33的一端，第二驱动装置驱动运输装置31、运输装置32、运输装置33的另一端，使得运输装置31的两端均被驱动，且主控模块控制第一驱动装置和第二驱动装置驱动运输装置31的两端同步运动。同样的，运输装置32的两端也均被驱动，且运输装置32的两端同步运动；运输装置33的两端也均被驱动，且运输装置33的两端同步运动。

由此可知，由于设有第一驱动装置和第二驱动装置，运输装置沿预设方向运动，且主控模块控制第一驱动装置和第二驱动装置驱动各运输装置垂直于预设方向的两端同步运动，从而使得各运输装置的两端均被驱动，防止运输装置单侧驱动中引入的偏载卡滞等磨损问题，使得电芯堆叠设备运行更为稳定。

具体的说，如图2所示，运输装置31具有承接长板，正极片放置在承接长板上，第一驱动装置和第二驱动装置驱动承接长板的两端同步运动，让运输装置31沿x轴方向运动，当正极片在承接长板上时，运动装置31向承接装置2运动，可到达承接装置2附近后通过机械爪将正极片抓取放置到承接装置2上。运输装置33也可与运输装置31一样具有承接长板，负极片放置在承接长板上，第一驱动装置和第二驱动装置驱动承接长板的两端同步运动，让运输装置31沿x轴方向运动，当负极片在承接长板上时，运动装置31向承接装置2运动，可到达承接装置2附近后通过机械爪将负极片抓取放置到承接装置2上。运输装置32具有第一侧板321、与第一侧板321相对设置的第二侧板322、第一夹持滚轴组323、第二夹持滚轴组324，第一夹持滚轴组323的两端连接在有第一侧板321和第二侧板322上，第二夹持滚轴组324的两端连接在有第一侧板321和第二侧板322上，第一夹持滚轴组323和第二夹持滚轴组324沿y轴方向上下设置，隔膜被第一夹持滚轴组323、第二夹持滚轴组324夹持住。第一驱动装置和第二驱动装置驱动运动装置32向承接装置2运动，可到达承接装置2附近后通过压持件将隔膜压住拖到承接装置2上。

如图1和图2所示，第一驱动装置包括：第一定子41、第一动子42、第一动子43和第一动子44，第一动子42、第一动子43和第一动子44均与第一定子41相对设置，主控模块与第一动子42、第一动子43和第一动子44电性连接。第二驱动装置包括：第二定子51、第二动子52、第二动子53、第二动子54，第二动子52、第二动子53、第二动子54均与第二定子51相对设置，主控模块与第二动子52、第二动子53、第二动子54电性连接。基座1包括第一支撑部11和第二支撑部12，第一支撑部11和所述第二支撑部12相对设置，且均沿x轴的方向延伸。第一定子41安装在第一支撑部11上，第二定子51安装在第二支撑部12上，第一动子42和第二动子52设置在运输装置31的沿y轴方向的两端，第一动子43和第二动子53设置在运输装置32的y轴方向的两端，第一动子44和第二动子54设置在运输装置33的y轴方向的两端。为了让运输装置31的两端运动一致，主控模块控制第一动子42沿第一定子41、第二动子52沿第二定子51同步运动，即让第一动子42和第二动子52励磁相同，第一动子42和第二动子52带动运输装置31两端的运动速率相同。同样的，第一动子43和第二动子53励磁相同，第一动子43和第二动子53带动运输装置32两端的运动速率相同，第一动子44和第二动子54励磁相同，第一动子44和第二动子54带动运输装置33两端的运动速率相同。且运输装置31、运输装置32、运输装置33的运动状态不同，主控模块给与不同的运输装置相连的动子不同的励磁。从而通过双侧驱动式简支设计，提升系统刚性，让高速往复运动工况下的结构更为稳定，与此同时两端同时驱动能够优化简支结构的驱动受力状态，有效缓解支承零件的应力过大等问题。

另外，第一定子可设置两个或三个。当第一定子为两个时，其中一个第一定子与一个第一动子相对设置，配合使用；另一个第一定子与两个第一动子相对设置，配合使用。当第一定子为三个时，一个第一定子对应一个第一动子，一一对应配对使用。

进一步的，第二定子可设置两个或三个。当第二定子为两个时，其中一个第二定子与一个第二动子相对设置，配合使用；另一个第二定子与两个第二动子相对设置，配合使用。当第二定子为三个时，一个第二定子对应一个第二动子，一一对应配对使用。

在电芯堆叠设备中第一定子41和第二定子51的数量可以不相同，也可以相同，在此不做具体限定。

另外，如图1、图3和图4所示，承接装置2包括：承接台21和承接驱动件22，承接驱动件22驱动所述承接台21升降运动，且与所述主控模块电性连接。主控模块控制承接驱动件22，让承接台21进行在y轴上的升级运动，从而可调节承接台21的高度，选择合理的高度承接运输装置31运输的正极片，运输装置32运输的隔膜，运输装置33运输的负极片。承接驱动件22可为气缸，承接驱动件22也可包括电机、与电机主轴相连的丝杠，承接台21设置在丝杠上。丝杠沿y轴方向延伸，主控模块驱动电机转动，电机带动丝杠升降，实现承接台21升降。从而承接装置2为独立的装置，与运输装置31、运输装置32、运输装置33分开设置，让基座1承受的力减少，减小了运动部件惯量，提高了每个执行机构的运动响应能力，避免传动链硬件复杂冗余。

本发明的第二实施方式涉及一种电芯堆叠设备，其中第二实施方式中电芯堆叠设备的第一驱动装置和第二驱动装置与第一实施方式中的不同。在本实施方式中，如图5所示，所述第一驱动装置包括：设置在基座1上的第一驱动组件61、第一驱动组件62、第一驱动组件63，第一驱动组件61与运输装置31的一端相连，第一驱动组件62与运输装置32的一端相连，第一驱动组件63与运输装置33的一端相连，主控模块与第一驱动组件61、第一驱动组件62、第一驱动组件63电性连接，控制第一驱动组件61、第一驱动组件62、第一驱动组件63分别驱动运输装置31、运输装置32和运输装置33。

具体的说，如图5所示，第一驱动组件61、第一驱动组件62、第一驱动组件63结构相同，现以第一驱动组件61为例，第一驱动组件61包括第一动力件611和第一丝杠612，第一动力件611设置在所述基座1的第一支撑部11上，主控模块与第一动力件611电性连接，第一动力件611为电机，第一丝杠612与第一动力件611的主轴相连，主控模块驱动第一动力件611的主轴转动，带动第一丝杠612运动，从而让运输装置31在x轴方向上运动。第一驱动组件62对运输装置32的驱动，第一驱动组件63对运输装置33的驱动。

进一步的，如图5所示，所述第二驱动装置包括：第二驱动组件71、第二驱动组件72、第二驱动组件73，第二驱动组件71、第二驱动组件72、第二驱动组件73设置在基座1的第二支撑部12上。第二驱动组件71与第一驱动组件61相对设置，且连接运输装置31的另一端，第二驱动组件72与第一驱动组件62相对设置，且连接运输装置32的另一端，第二驱动组件73与第一驱动组件63相对设置，且连接运输装置33的另一端。主控模块与第二驱动组件71、第二驱动组件72、第二驱动组件73电性连接，控制第二驱动组件71与第一驱动组件61同步运动，第二驱动组件72与第一驱动组件62同步运动，第二驱动组件73与第一驱动组件63同步运动。

具体的说，如图5所示，第二驱动组件71、第二驱动组件72、第二驱动组件73结构相同，现以第二驱动组件71为例，第二驱动组件71包括第二动力件711和第二丝杠712，第二动力件711设置在所述基座1的第二支撑部12上，主控模块与第二动力件711电性连接，第二动力件711为电机，第二丝杠712与第二动力件711的主轴相连，主控模块驱动第二动力件711的主轴转动，带动第二丝杠712运动，从而让运输装置31在x轴方向上运动。第二驱动组件72对运输装置32的驱动，第一驱动组件73对运输装置33的驱动。其中，第二驱动组件71的第二动力件711与第一驱动组件61的第一动力件611的转动频率相同，第二驱动组件72的第二动力件与第一驱动组件62的第一动力件611的转动频率相同，第二驱动组件73的第二动力件与第一驱动组件63的第一动力件611的转动频率相同。从而实现了运输装置的两端均有驱动，且同步运动，让运输装置31、运输装置32、运输装置33的输送过程更为稳定。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

以上已详细描述了本发明的较佳实施方式，但应理解到，若需要，能修改实施方式的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施方式。

考虑到上文的详细描述，能对实施方式做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施方式，而是应被理解为包括所有可能的实施方式连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施方式，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。