一种下料预压装置以及电芯卷绕机的制作方法

本发明涉及电芯生产技术领域，具体而言，涉及一种下料预压装置以及电芯卷绕机。

背景技术：

目前，在动力锂电池的生产过程中，电芯下料预压成形是电芯卷绕工序中的重要部分。而现在的电芯卷绕机大部分采用的是悬臂式内夹针将电芯夹持下料并向外拉开，以便于进行预压工序。但是这样一来，悬臂式内夹针的长度较长，其在向电芯施加拉力时由于刚性不足容易发生倾斜和变形，导致电芯内圈的极片和隔膜打皱，并且会造成电芯的转角间隙过大，转角间隙不均匀等问题，影响电芯的生产质量，降低良品率。

有鉴于此，设计制造出一种能够保证电芯质量的下料预压装置以及电芯卷绕机特别是在电芯生产中显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种下料预压装置，能够避免内夹针发生倾斜和变形，防止电芯内圈的极片和隔膜打皱，减小电芯转角间隙，提高转角间隙的均匀度，保证电芯质量。

本发明的另一目的在于提供一种电芯卷绕机，能够避免内夹针发生倾斜和变形，防止电芯内圈的极片和隔膜打皱，减小电芯转角间隙，提高转角间隙的均匀度，保证电芯质量，提高良品率。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种下料预压装置，包括第一支撑机构、第二支撑机构和两个夹持机构，两个夹持机构用于一一对应地对电芯的两侧进行夹持，夹持机构包括内夹针，内夹针贯穿电芯设置，第一支撑机构和第二支撑机构相对设置于内夹针的两端，第一支撑机构和第二支撑机构均包括第一支撑座、第二支撑座和双向位移组件，第一支撑座和第二支撑座相对连接于双向位移组件的两侧，第一支撑座用于与一个内夹针抵持，第二支撑座用于与另一个内夹针抵持，双向位移组件用于带动第一支撑座和第二支撑座相互远离，以推动两个内夹针相互远离。

可选地，第一支撑座和第二支撑座均设置于两个内夹针之间，双向位移组件还用于带动第一支撑座和第二支撑座相互靠近。

可选地，双向位移组件包括驱动模组和底座，驱动模组安装于底座上，且分别与第一支撑座和第二支撑座连接，第一支撑座和第二支撑座均与底座滑动配合。

可选地，驱动模组包括双向丝杆、第一螺母、第二螺母和驱动电机，驱动电机安装于底座上，且与双向丝杆连接，第一螺母和第二螺母均套设于双向丝杆外，且均与双向丝杆螺纹配合，第一螺母和第二螺母的螺纹旋向相反，第一螺母与第一支撑座固定连接，第二螺母与第二支撑座固定连接。

可选地，第一支撑座开设有滑槽，底座设置有导滑轨道，导滑轨道与滑槽滑动配合。

可选地，第一支撑座包括滑动部和支撑部，驱动模组与滑动部连接，滑动部与支撑部固定连接，滑槽开设于滑动部上，支撑部用于与内夹针抵持。

可选地，夹持机构还包括外夹针和夹持座，外夹针和内夹针均安装于夹持座上，外夹针能够靠近或者远离内夹针，以夹持或者松开电芯。

可选地，下料预压装置还包括皮带承载机构，皮带承载机构包括传送带组件和升降气缸，升降气缸与传送带组件连接，以带动传送带组件升起或者降落，传送带组件用于承载并输送电芯。

可选地，下料预压装置还包括预压机构，预压机构包括驱动气缸和预压板，驱动气缸与预压板连接，以带动预压板对电芯进行预压。

一种电芯卷绕机，包括上述的下料预压装置，该下料预压装置包括第一支撑机构、第二支撑机构和两个夹持机构，两个夹持机构用于一一对应地对电芯的两侧进行夹持，夹持机构包括内夹针，内夹针贯穿电芯设置，第一支撑机构和第二支撑机构相对设置于内夹针的两端，第一支撑机构和第二支撑机构均包括第一支撑座、第二支撑座和双向位移组件，第一支撑座和第二支撑座相对连接于双向位移组件的两侧，第一支撑座用于与一个内夹针抵持，第二支撑座用于与另一个内夹针抵持，双向位移组件用于带动第一支撑座和第二支撑座相互远离，以推动两个内夹针相互远离。

本发明提供的下料预压装置以及电芯卷绕机具有以下有益效果：

本发明提供的下料预压装置，两个夹持机构用于一一对应地对电芯的两侧进行夹持，夹持机构包括内夹针，内夹针贯穿电芯设置，第一支撑机构和第二支撑机构相对设置于内夹针的两端，第一支撑机构和第二支撑机构均包括第一支撑座、第二支撑座和双向位移组件，第一支撑座和第二支撑座相对连接于双向位移组件的两侧，第一支撑座用于与一个内夹针抵持，第二支撑座用于与另一个内夹针抵持，双向位移组件用于带动第一支撑座和第二支撑座相互远离，以推动两个内夹针相互远离。与现有技术相比，本发明提供的下料预压装置由于采用了相对设置于内夹针的两端的第一支撑机构和第二支撑机构，所以能够避免内夹针发生倾斜和变形，防止电芯内圈的极片和隔膜打皱，减小电芯转角间隙，提高转角间隙的均匀度，保证电芯质量。

本发明提供的电芯卷绕机，包括下料预压装置，能够避免内夹针发生倾斜和变形，防止电芯内圈的极片和隔膜打皱，减小电芯转角间隙，提高转角间隙的均匀度，保证电芯质量，提高良品率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的电芯卷绕机的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的下料预压装置一个视角的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的下料预压装置另一个视角的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的下料预压装置应用的电芯变形成方形时的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的下料预压装置中第一支撑机构的结构示意图；

图6为图5中第一支撑座与底座滑动配合的结构示意图。

图标：10-电芯卷绕机；100-下料预压装置；110-第一支撑机构；111-第一支撑座；1111-滑槽；1112-滑动部；1113-支撑部；112-第二支撑座；113-双向位移组件；114-驱动模组；1141-双向丝杆；1142-第一螺母；1143-第二螺母；1144-驱动电机；115-底座；1151-导滑轨道；120-第二支撑机构；130-夹持机构；131-内夹针；132-外夹针；133-夹持座；140-皮带承载机构；141-传送带组件；142-升降气缸；150-预压机构；151-驱动气缸；152-预压板；200-电芯；210-极片；220-隔膜；300-卷绕装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“水平”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

请结合参照图1、图2、图3和图4，本发明实施例提供了一种电芯卷绕机10，用于卷绕生产电芯200。其能够避免内夹针131发生倾斜和变形，防止电芯200内圈的极片210和隔膜220打皱，减小电芯200转角间隙，提高转角间隙的均匀度，保证电芯200质量，提高良品率。

需要说明的是，电芯卷绕机10包括卷绕装置300和下料预压装置100。卷绕装置300用于将极片210和隔膜220卷绕于卷针(图未示)上，以实现电芯200的卷绕成型。下料预压装置100用于对电芯200进行夹持下料以及预压作业，以便于进行电芯200的后续工序。

下料预压装置100包括第一支撑机构110、第二支撑机构120、两个夹持机构130、皮带承载机构140和预压机构150。其中，两个夹持机构130能够一一对应地对电芯200的两侧进行夹持，并将电芯200送至第一支撑机构110和第二支撑机构120之间，以实现电芯200的下料作业；两个夹持机构130还能够相互远离，以将圆筒状的电芯200向外拉开，从而将圆筒状的电芯200拉成方形，实现电芯200的整形作业。

夹持机构130包括内夹针131、外夹针132和夹持座133。外夹针132和内夹针131均安装于夹持座133上，外夹针132能够靠近或者远离内夹针131，以夹持或者松开电芯200。在夹持机构130对电芯200进行夹持下料的过程中，首先控制夹持机构130伸入圆筒状的电芯200，以使内夹针131位于圆筒状的电芯200的内侧，外夹针132位于圆筒状的电芯200的外侧；随后控制外夹针132靠近内夹针131，以对电芯200的侧壁进行夹持；接着夹持机构130带动电芯200进行下料作业，将电芯200送至第一支撑机构110和第二支撑机构120之间。具体地，当夹持机构130完成对电芯200的夹持动作时，内夹针131贯穿电芯200设置，内夹针131的长度大于圆筒状的电芯200的深度，内夹针131的两端分别伸出圆筒状的电芯200的两端设置。

进一步地，第一支撑机构110和第二支撑机构120相对设置于内夹针131的两端，第一支撑机构110用于在夹持机构130拉开电芯200时向内夹针131的一端施加支撑力，第二支撑机构120用于在夹持机构130拉开电芯200时向内夹针131的另一端施加支撑力，第一支撑机构110和第二支撑机构120共同作用，以提高对内夹针131的支撑强度，保证内夹针131向外平移并拉开电芯200，避免内夹针131发生倾斜和变形的情况，从而防止电芯200内圈的极片210和隔膜220打皱，减小电芯200转角间隙，提高转角间隙的均匀度，保证电芯200质量。

具体地，皮带承载机构140能够升起托住电芯200，以对电芯200进行支撑和承载，皮带承载机构140还能够将电芯200向外输送，以将电芯200送入下一工序。预压机构150用于对电芯200进行预压，预压机构150能够将圆筒状的电芯200压在皮带承载机构140上，以使圆筒状的电芯200向两侧舒展变形，在此过程中，第一支撑机构110和第二支撑机构120带动内夹针131向外平移，以将圆筒状的电芯200向两侧拉开，使得电芯200变成方形。

第一支撑机构110包括第一支撑座111、第二支撑座112和双向位移组件113。第一支撑座111和第二支撑座112相对连接于双向位移组件113的两侧，第一支撑座111用于与一个夹持机构130的内夹针131抵持，第二支撑座112用于与另一个夹持机构130的内夹针131抵持。双向位移组件113用于带动第一支撑座111和第二支撑座112相互远离，以推动两个内夹针131相互远离，从而将圆筒状的电芯200向外拉开变成方形。

本实施例中，第二支撑机构120的具体结构与第一支撑机构110的具体结构相同，在此不再赘述。具体地，第一支撑机构110的第一支撑座111和第二支撑座112将圆筒状的电芯200的一端向外拉开变形，第二支撑机构120的第一支撑座111和第二支撑座112将圆筒状的电芯200的另一端向外拉开变形，第一支撑机构110和第二支撑机构120共同作用，以将圆筒状的电芯200拉成方形。

本实施例中，第一支撑座111和第二支撑座112均设置于两个内夹针131之间。第一支撑座111与一个夹持机构130的内夹针131抵持，双向位移组件113能够带动第一支撑座111向该内夹针131施加抵持力，以推动该内夹针131向外平移。第二支撑座112与另一个夹持机构130的内夹针131抵持，双向位移组件113能够带动第二支撑座112向该内夹针131施加抵持力，以推动该内夹针131向外平移。具体地，在电芯200被拉成方形后，双向位移组件113还用于带动第一支撑座111和第二支撑座112相互靠近复位，以使第一支撑座111与一个夹持机构130的内夹针131分离，第二支撑座112与另一个夹持机构130的内夹针131分离，等待下次作业。

双向位移组件113包括驱动模组114和底座115。驱动模组114安装于底座115上，且分别与第一支撑座111和第二支撑座112连接，第一支撑座111和第二支撑座112均与底座115滑动配合，驱动模组114能够带动第一支撑座111和第二支撑座112相对于底座115滑动，以使第一支撑座111和第二支撑座112相互靠近或者相互远离。

请参照图5，驱动模组114包括双向丝杆1141、第一螺母1142、第二螺母1143和驱动电机1144。驱动电机1144安装于底座115上，且与双向丝杆1141连接，驱动电机1144能够带动双向丝杆1141转动。第一螺母1142和第二螺母1143均套设于双向丝杆1141外，且均与双向丝杆1141螺纹配合，第一螺母1142和第二螺母1143的螺纹旋向相反，即在双向丝杆1141转动的过程中，第一螺母1142和第二螺母1143沿双向丝杆1141的轴向发生位移的方向相反。第一螺母1142与第一支撑座111固定连接，第一螺母1142能够在相对于双向丝杆1141发生位移的同时带动第一支撑座111运动。第二螺母1143与第二支撑座112固定连接，第二螺母1143能够在相对于双向丝杆1141发生位移的同时带动第二支撑座112运动。

本实施例中，当驱动电机1144带动双向丝杆1141沿顺时针方向转动时，第一螺母1142和第二螺母1143沿双向丝杆1141的轴向相互远离，以使第一支撑座111和第二支撑座112相互远离；当驱动电机1144带动双向丝杆1141沿逆时针方向转动时，第一螺母1142和第二螺母1143沿双向丝杆1141的轴向相互靠近，以使第一支撑座111和第二支撑座112相互靠近。

请参照图6，本实施例中，第一支撑座111开设有滑槽1111，底座115设置有导滑轨道1151，导滑轨道1151的延伸方向与双向丝杆1141的轴向相同，导滑轨道1151与滑槽1111滑动配合，以使第一支撑座111能够相对于底座115滑动，并且导滑轨道1151能够对第一支撑座111进行限位，以保证第一支撑座111只能够沿导滑轨道1151的延伸方向滑动。

第一支撑座111包括滑动部1112和支撑部1113。驱动模组114的第一螺母1142与滑动部1112固定连接，第一螺母1142能够带动滑动部1112沿双向丝杆1141的轴向发生位移，滑槽1111开设于滑动部1112上，以提高滑动部1112相对于底座115滑动的稳定性。滑动部1112与支撑部1113固定连接，支撑部1113用于与内夹针131抵持，滑动部1112能够带动支撑部1113发生位移，从而推动内夹针131向外平移。

本实施例中，第二支撑座112的具体结构与第一支撑座111的具体结构相同，在此不再赘述。

请继续参照图1、图2和图3，皮带承载机构140包括传送带组件141和升降气缸142。升降气缸142与传送带组件141连接，以带动传送带组件141升起或者降落，传送带组件141用于承载并输送电芯200。具体地，升降气缸142能够带动传送带组件141升起，以使传送带组件141对电芯200的底部进行承载，便于实现后续的预压作业；升降气缸142还能够带动传送带组件141降落，以实现传送带组件141的复位。传送带组件141能够在电芯200预压完成后将电芯200向外送出，以便于进行下一工序。

预压机构150包括驱动气缸151和预压板152。驱动气缸151与预压板152连接，驱动气缸151能够带动预压板152升起或者降落，以对电芯200进行预压作业。具体地，预压板152平行于传送带组件141设置，预压板152能够将电芯200压持于传送带组件141上，以向电芯200施加预压力，在此过程中，第一支撑机构110和第二支撑机构120同时通过两个内夹针131向电芯200施加向外舒展的拉力，圆筒状的电芯200在预压力和拉力的共同作用下变形成方形，变形效果好。

在下料预压装置100的工作过程中，首先两个夹持机构130一一对应地对圆筒状的电芯200的两侧进行夹持；随后两个夹持机构130相互远离，以将圆筒状的电芯200拉开至预设的张力值，与此同时，两个夹持机构130将圆筒状的电芯200送至第一支撑机构110和第二支撑机构120之间，完成下料工序，此时两个内夹针131相对设置于圆筒状的电芯200的内侧，且内夹针131的两端分别伸出电芯200的两端；接着升降气缸142带动传送带组件141升起，以承载圆筒状的电芯200；然后驱动气缸151带动预压板152降落，以将圆筒状的电芯200压持于传送带组件141上，从而使得圆筒状的电芯200发生变形，与此同时，第一支撑机构110的第一支撑座111和第二支撑座112相互远离，第二支撑机构120的第一支撑座111和第二支撑座112相互远离，两个第一支撑座111分别对一个内夹针131的两端施加抵持力，两个第二支撑座112分别对另一个内夹针131的两端施加抵持力，以带动两个内夹针131平稳地相互远离，且始终保持平移状态。这样一来，圆筒状的电芯200在预压机构150、第一支撑机构110和第二支撑机构120的作用下变形成方形，并且在变形过程中，由于第一支撑机构110和第二支撑机构120向内夹针131提供了足够的支撑力，所以内夹针131不会发生倾斜和变形，从而防止了电芯200内圈的极片210和隔膜220打皱，减小了电芯200转角间隙，提高了转角间隙的均匀度，保证了电芯200质量。

本发明实施例提供的下料预压装置100，两个夹持机构130用于一一对应地对电芯200的两侧进行夹持，夹持机构130包括内夹针131，内夹针131贯穿电芯200设置，第一支撑机构110和第二支撑机构120相对设置于内夹针131的两端，第一支撑机构110和第二支撑机构120均包括第一支撑座111、第二支撑座112和双向位移组件113，第一支撑座111和第二支撑座112相对连接于双向位移组件113的两侧，第一支撑座111用于与一个内夹针131抵持，第二支撑座112用于与另一个内夹针131抵持，双向位移组件113用于带动第一支撑座111和第二支撑座112相互远离，以推动两个内夹针131相互远离。与现有技术相比，本发明提供的下料预压装置100由于采用了相对设置于内夹针131的两端的第一支撑机构110和第二支撑机构120，所以能够避免内夹针131发生倾斜和变形，防止电芯200内圈的极片210和隔膜220打皱，减小电芯200转角间隙，提高转角间隙的均匀度，保证电芯200质量。使得电芯卷绕机10良品率高，生产效率高。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。