一种卷绕头机构的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种卷绕头机构，包括：基座、滑环、随动盘、换工位电机和至少一个卷绕主体，所述滑环包括可相互转动的转子和定子，所述定子固定在所述限位支架上；所述随动盘与所述滑环的转子固定连接，所述随动盘可相对于所述主支撑部旋转。本发明提供的卷绕头机构，通过滑环中转子与定子的可旋转配合，解决了现有技术中线缆存在打结的问题；同时，将卷绕电机安装在随动盘上，卷绕电机直接驱动卷绕驱动轴转动，进而带动卷针工作，能够减少传动间隙、减小误差，同时能够大大提高响应速度，提高卷绕质量和效率；另外，更有利于变转速控制的高速化，将大大提高生产效率，降低设备成本和生产成本。
【专利说明】
一种卷绕头机构
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于锂电池芯包制作中的卷绕机，尤其涉及一种卷绕头机构。
【背景技术】
[0002]在用于制作锂电池芯包制作的卷绕机领域，现有技术中，双工位或者三工位等多工位卷绕机使用的卷绕头将各工位均匀分布于一个圆柱区域内；通过圆柱区域的旋转实现各工位切换，各工位卷绕也需要单独能够实现旋转、定位等功能。
[0003]在此方案下，工位切换过程中，实现各工位旋转、定位的驱动系统将会有相关线缆，如驱动系统跟随工位切换旋转，各工位的线缆将会产生打结扭断的情况。现有技术中，多工位卷绕电机解决此类问题多采用多级传动的方式，目前使用较多的是后挂固定的工位驱动系统。
[0004]如图1所示，为双级传动下的三工位卷绕头机构，工位切换时，尾部的中心轴70部分不随随动盘30转动。卷绕时，卷绕电机43驱动同步轮带动中心轴70转动，中心轴70再通过同步带带动带轮轴转动，两级传动实现单工位卷绕。三个工位时，中心轴70分为里外三层，分别驱动各自工位。此结构中，当卷绕电机43接收到信号运转时，因两级传动间均有间隙，传动至卷针时与信号给出时的状态延时两个传动间隙的时间，造成相应滞后；同时因间隙的累计传动，实际卷出的电芯质量也有所欠佳。在制作方形电芯时，高速情况下，急速的变转速对于传动间隙、响应时间要求更高，双级传动难以满足需求。
[0005]综上，现有技术中的双级传动的方式中，传动中会产生电机线及信号线在换工位过程中产生扭曲打结等问题；同时，拥有传动累计误差大、响应滞后等问题，在卷绕方形电芯的情况下尤为明显，严重影响卷绕效率、卷绕质量。
【发明内容】
[0006]本发明旨在至少解决上述技术问题之一，提供一种能够响应速度快，卷绕质量高，并且不存在打结问题的卷绕头机构。
[0007]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0008]本发明提供了一种卷绕头机构，包括:基座，所述基座包括位置相对固定的主支撑部和限位支架;滑环，所述滑环包括可相互转动的转子和定子，所述定子固定在所述限位支架上；随动盘，所述随动盘与所述滑环的转子固定连接，所述随动盘可相对于所述主支撑部旋转;至少一个卷绕主体，所述卷绕主体安装在所述主支撑部上;所述卷绕主体包括卷绕驱动轴、设置在卷绕驱动轴端部的卷针以及用于驱动所述卷绕驱动轴相对所述随动盘旋转的卷绕电机;所述卷绕电机固定在所述随动盘上，所述卷绕主体可与所述随动盘同步转动;换工位电机，所述换工位电机用于驱动所述随动盘相对所述主支撑部旋转，以带动所述卷绕主体同步转动。
[0009]—些实施例中，包括旋转主轴，所述旋转主轴的一端可旋转的安装在所述主支撑部上，另一端固定在所述随动盘上，所述旋转主轴与所述滑环的转子可同轴旋转的设置。
[0010]—些实施例中，所述卷绕主体为围绕所述旋转主轴设置的至少两个。
[0011]—些实施例中，所述至少两个卷绕主体等间距的围绕所述旋转主轴设置。
[0012]—些实施例中，所述换工位电机通过齿轮传动机构驱动所述随动盘旋转。
[0013]—些实施例中，所述卷绕电机通过同步带驱动所述卷绕驱动轴旋转。
[0014]—些实施例中，所述卷绕驱动轴包括带轮轴和花键轴，所述卷绕电机通过同步带驱动所述带轮轴旋转，进而带动所述花键轴旋转。
[0015]—些实施例中，所述卷绕电机的输出轴与所述卷绕驱动轴连接，直接带动所述卷绕驱动轴旋转。
[0016]—些实施例中，外部电气线缆与所述滑环的定子电连接，内部卷绕电机的线缆与所述滑环的转子电连接。
[0017]本发明的有益效果在于:通过滑环中转子与定子的可旋转配合，解决了现有技术中线缆存在打结的问题；同时，将卷绕电机安装在随动盘上，卷绕电机直接驱动卷绕驱动轴转动，进而带动卷针工作，能够减少传动间隙、减小误差，同时能够大大提高响应速度，提高卷绕质量和效率；另外，更有利于变转速控制的高速化，将大大提高生产效率，降低设备成本和生产成本。
【附图说明】
[0018]图1是现有技术提供的一种二级传动下的三工位卷绕头机构。
[0019]图2是本发明提供的卷绕头机构。
[0020]图3是本发明提供的卷绕主体的一个结构组成示意图。
[0021]图4是本发明提供的卷绕主体的另一个结构组成示意图。
[0022]图5是本发明提供的滑环与电气线缆的连接示意图。
[0023]附图标记:
[0024]主支撑部11;限位支架12;滑环20;转子21;定子22;随动盘30;卷绕主体40;卷绕驱动轴41;卷针42;卷绕电机43;同步带44;带轮轴45;花键轴46;换工位电机50;齿轮传动机构51;电气线缆60;中心轴70。
【具体实施方式】
[0025]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0026]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”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，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。
[0027]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0028]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0029]下面将结合附图2至图5详细说明一下本发明提供的卷绕头机构。
[0030]如图2所示，本发明提供的卷绕头机构包括:
[0031]基座，所述基座包括位置相对固定的主支撑部11和限位支架12。图2中可以看出，在本发明的一个具体实施例中，基座包括位于底部的底座(未示出)以及垂直于该底座设置的限位支架12，同时，在卷绕头机构的临近卷针42的一端设置有上述主支撑部11，对整个卷绕头机构起到支撑和安装的作用。上述限位支架12用于固定本发明中滑环20的定子22，对滑环20起到固定作用的同时，也通过与下文中提到的旋转主轴的配合实现对随动盘30以及卷绕主体40的支撑和安装作用。更具体的，将旋转主轴和滑环20家在限位支架12和主支撑部11之间。在上文中，位置相对固定是指，限位支架12和主支撑部11不存在相互转动或者移动;更具体的，可以将限位支架12和主支撑部11的位置固定。
[0032]滑环20，所述滑环20包括可相互转动的转子21和定子22，所述定子22固定在所述限位支架12上，所述定子22不转动。本发明中，滑环20的转子21和定子22之间是电连接并导电的，以实现将外部电气线缆60与内部电气线缆60进行电连接。转子21和定子22可以相互转动，在工位切换过程中，卷绕电机43固定在随动盘30上，跟随随动盘30旋转，固定在随动盘30上的转子21也同时旋转;而固定在限位支架12上的定子22不会旋转。如此，在内部的电气线缆60跟随随动盘30—起旋转的过程中，通过转子21和定子22的配合，将内部的电气线缆60与外部的电气线缆60导通;即使内部的电气线缆60需要转动，由于存在滑环20的转换，外部的电气线缆60也无需旋转，同时也不会造成电气线缆60的打结。
[0033]另外，滑环20的设置，一方面可以将卷绕电机43的电源线通过滑环20从外部传递给卷绕电机43。
[0034]卷绕电机43上设置有码盘，该码盘的信号线也通过滑环从外部传递设置在卷绕电机43上的码盘;如此，可以使得卷绕电机整体在卷绕工位状态、公转运动状态都可以很好的获得控制信号。当然，除了通过滑环获得控制信号，码盘也可以通过无线通讯协议传递信号。
[0035]随动盘30，所述随动盘30与所述滑环20的转子21固定连接，所述随动盘30可相对于所述主支撑部11旋转。随动盘30的旋转，带动卷绕主体40旋转，以切换不同的工位。
[0036]至少一个卷绕主体40，所述卷绕主体40安装在所述主支撑部11上;所述卷绕主体40包括卷绕驱动轴41、设置在卷绕驱动轴41端部的卷针42以及用于驱动所述卷绕驱动轴41相对所述随动盘30旋转的卷绕电机43;所述卷绕电机43固定在所述随动盘30上，所述卷绕主体40可与所述随动盘30同步转动。
[0037]由于卷绕电机43固定在随动盘30上，同时又通过滑环20将电气线缆60引出；因此，卷绕电机43的设置可以不考虑电气线缆60的设置问题，可以直接驱动卷绕驱动轴41的旋转，进而带动卷针42的工作。直接一级完成卷绕过程的驱动，减少传动间隙、减小误差，同时能够大大提高响应速度，提高卷绕质量和效率。同时，更有利于变转速控制的高速化，大大提高生产效率，降低设备成本和生产成本。
[0038]换工位电机50，所述换工位电机50用于驱动所述随动盘30相对所述主支撑部11旋转，以带动所述卷绕主体40同步转动。
[0039]本发明的一个实施例中，卷绕头机构还包括旋转主轴，该旋转主轴的一端可旋转的安装在主支撑部11上，另一端固定在随动盘30上，旋转主轴与滑环20的转子21可同轴旋转的设置。也就是说，旋转主轴和滑环20的转子21可同轴、同步转动。通过旋转主轴与滑环20的配合，组成随动盘30、卷绕主体40的支撑结构。如此，可以更加高精度的集成各部件之间的连接和配合，降低成本的同时，也增强了对空间更加合理的利用。
[0040]上述实施例中，旋转主轴可以是一根轴，也可以是多跟轴围绕一个旋转中心均匀排列组成。
[0041 ]在本发明的一个实施例中，上述卷绕主体40至少为两个，如图2所示，该实施例中，卷绕主体40有三个;并且，卷绕主体40围绕上述旋转主轴设置。如此，可以增加卷绕头机构运作的协调性和稳定性。
[0042]为了更进一步提高卷绕头机构的稳定性，另外一个实施例中，至少两个卷绕主体40等间距的围绕旋转主轴设置，其中，等间距是指围绕旋转主轴，以旋转主轴的中心，按照圆形均匀分布，在同一个圆周上的距离相同。图2中，三个卷绕主体40均匀的分布在旋转主轴的四周。
[0043]在本发明的一些实施例中，换工位电机50通过齿轮传动机构51驱动随动盘30转动。如图2所示，换工位电机50通过两个齿轮的配合，实现传动;小直径的齿轮与换工位电机50的输出轴配合，通过换工位电机50的输出轴直接驱动小直径的齿轮转动；大直径的齿轮与随动盘30配合，可以带动随动盘30同步转动;大直径齿轮与小直径齿轮之间啮合连接;通知大直径齿轮和小直径齿轮组成的齿轮传动机构51，来实现换工位电机50对随动盘30的旋转驱动作用。
[0044]当然，齿轮传动机构51的使用，只是本发明考虑到稳定性和传递精度而优选的一个实施方式;在本领域中，传动带传送或者其他方式的传动，在本发明中也都是可行的，只要能够实现传动，使得换工位电机50驱动随动盘30旋转即可，其他不做限制。
[0045]在本发明中，滑环20也可以叫做电旋转连接器等名称，主要功能是将旋转状态下的线缆通过导电转化为固定引出的线缆，解决旋转机构上的电气线缆60引出问题，防止旋转过程中，电气线缆60打结。
[0046]如图3所示，本发明的一个实施例中，卷绕电机43通过同步带44驱动卷绕驱动轴41旋转。此时，卷绕电机43位于卷绕驱动轴41的侧面，通过同步带44带动卷绕驱动轴41的旋转，进而带动卷针42工作。在本发明中，卷绕电机43与卷绕驱动轴41之间的传递方式，并不局限于同步带44的传动；行业内常用的齿轮传动，在卷绕电机43和卷绕驱动轴41之间的联动过程中，也是可行的。
[0047]如图3所示，卷绕驱动轴41包括带轮轴45和花键轴46，其中卷绕电机43通过同步带44驱动带轮轴45旋转，带轮轴45的旋转将带动花键轴46的旋转，以实现卷针42的工作。另夕卜，除了旋转卷绕以外，同时，抽拔针运动，图2中其他结构驱动，动花键轴46和卷针42前后运动，带轮轴45只做旋转运动。带轮轴45和动花键轴46配合对抽拔针进行导向。当然，除了上述配合方式外，其他的传动轴联动模式，在本发明中也是可行的。
[0048]本发明的另外一个实施例中，如图4所示，卷绕电机43的输出轴(未示出)与卷绕驱动轴41连接，直接带动卷绕驱动轴41旋转。这是本发明的另外一个卷绕主体40的结构组成方式，在本实施例中，卷绕电机43直接驱动卷绕驱动轴41，而不用通过同步带44或者齿轮的传动，更加提高了传动的精确度，降低了传动间隙。
[0049]如图5所示，本发明中，滑环20的定子22与外部的电气线缆60电连接，滑环20的转子21与内部卷绕电机43的电气线缆60电连接;在随动盘30转动的过程中，内部的电气线缆60跟随卷绕电机43、随动盘30同步转动，再通过滑环20与外部电气线缆60电连接，有效的防止了电气线缆60打结情况的发生。
[0050]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0051]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种卷绕头机构，其特征在于，包括: 基座，所述基座包括位置相对固定的主支撑部和限位支架； 滑环，所述滑环包括可相互转动的转子和定子，所述定子固定在所述限位支架上； 随动盘，所述随动盘与所述滑环的转子固定连接，所述随动盘可相对于所述主支撑部旋转； 至少一个卷绕主体，所述卷绕主体安装在所述主支撑部上；所述卷绕主体包括卷绕驱动轴、设置在卷绕驱动轴端部的卷针以及用于驱动所述卷绕驱动轴相对所述随动盘旋转的卷绕电机;所述卷绕电机固定在所述随动盘上，所述卷绕主体可与所述随动盘同步转动； 换工位电机，所述换工位电机用于驱动所述随动盘相对所述主支撑部旋转，以带动所述卷绕主体同步转动。2.根据权利要求1所述的卷绕头机构，其特征在于，包括旋转主轴，所述旋转主轴的一端可旋转的安装在所述主支撑部上，另一端固定在所述随动盘上，所述旋转主轴与所述滑环的转子可同轴旋转的设置。3.根据权利要求2所述的卷绕头机构，其特征在于，所述卷绕主体为围绕所述旋转主轴设置的至少两个。4.根据权利要求3所述的卷绕头机构，其特征在于，所述至少两个卷绕主体等间距的围绕所述旋转主轴设置。5.根据权利要求1所述的卷绕头机构，其特征在于，所述换工位电机通过齿轮传动机构驱动所述随动盘旋转。6.根据权利要求1所述的卷绕头机构，其特征在于，所述卷绕电机通过同步带驱动所述卷绕驱动轴旋转。7.根据权利要求6所述的卷绕头机构，其特征在于，所述卷绕驱动轴包括带轮轴和花键轴，所述卷绕电机通过同步带驱动所述带轮轴旋转，进而带动所述花键轴旋转。8.根据权利要求1所述的卷绕头机构其特征在于，所述卷绕电机的输出轴与所述卷绕驱动轴连接，直接带动所述卷绕驱动轴旋转。9.根据权利要求1所述的卷绕头机构，其特征在于，外部的电气线缆与所述滑环的定子电连接，内部卷绕电机的电气线缆与所述滑环的转子电连接。
【文档编号】H01M10/04GK106025326SQ201610551243
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月13日
【发明人】张明, 李立鹏, 阳如坤, 魏宏生
【申请人】深圳吉阳智云科技有限公司