一种收放卷机构的制作方法

本发明涉及锂电池生产技术领域，特别是涉及一种收放卷机构。

背景技术：

锂离子电池是20世纪开发成功的新型高能电池，锂离子研究始于20世纪80年代，90年代进入产业化阶段，并飞速发展，锂离子电池由于比能量高、体积小、环境友好而受到各行业的青睐，广泛应用于手机、笔记本电脑等数码产品及新能源汽车等。

目前，在锂电池生产加工过程中，需要通过收放卷机构来实现原材料的放卷及收卷工作，但现有收放卷机构通常采用的是充气式胀轴，而充气式胀轴在高干燥度环境下使用，其内置的充气气囊会迅速老化、漏气导致无法正常使用，影响生产工作，并且现有的收放卷机构，结构较复杂，体积庞大，不容易装配，安装费时费力，导致收放卷精度难以保证。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种收放卷机构。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种收放卷机构，包括固定座、旋转驱动装置、顶推装置和机械胀轴，所述旋转驱动装置、顶推装置均设于固定座上；

所述机械胀轴包括胀轴外套筒、顶胀轴、两个或两个以上的连体涨块和连接芯轴；所述胀轴外套筒的一端连接有用于与旋转驱动装置连接的第一连接法兰；所述胀轴外套筒上对应所述连体涨块间隔设有第一弹性复位件，所述第一弹性复位件用于带动连体涨块复位，所述胀轴外套筒的另一端连接有第二连接法兰；所述顶胀轴设于胀轴外套筒内，所述顶胀轴靠近第一连接法兰的一端的直径大于其另一端的直径；所述连体涨块沿顶胀轴的轴向方向贴靠在顶胀轴的外壁，所述连体涨块上间隔设置有卡爪，所述卡爪可穿过胀轴外套筒；所述连接芯轴通过连接部件与顶胀轴的一端连接，所述连接芯轴还与顶推装置连接；还包括第二弹性复位件，所述第二弹性复位件的一端连接在第二连接法兰上，其另一端连接在顶胀轴上；

所述旋转驱动装置用于带动胀轴外套筒旋转，所述顶推装置用于带动顶胀轴伸出和收回。

其中，所述第一弹性复位件包括复位螺钉和第一复位弹簧，所述复位螺钉螺纹连接在胀轴外套筒上，所述第一复位弹簧的一端套设在复位螺钉上并与复位螺钉顶靠，所述第一复位弹簧的另一端与连体涨块顶靠。

其中，所述连接部件包括第三连接法兰、第一轴承件和第一锁紧件，所述第一轴承件套设在连接芯轴上并位于顶胀轴内，所述第一锁紧件旋拧在连接芯轴上并将第一轴承件的内圈与连接芯轴固定，所述第三连接法兰连接在顶胀轴上并将第一轴承件的外圈与顶胀轴固定。

其中，还包括顶胀导向轴，所述顶胀导向轴的一端连接在第二连接法兰上，所述顶胀导向轴的另一端伸入顶胀轴内并通过第一直线轴承与顶胀轴配合。

其中，所述胀轴外套筒的外壁间隔设置有滑动导向组件，所述滑动导向组件包括滑动导向座和滑轮，所述滑动导向座固定在胀轴外套筒上，所述滑轮轴接在滑动导向座上。

其中，所述顶推装置包括胀顶气缸、中间顶杆和电磁阀，所述胀顶气缸设于固定座上，所述中间顶杆的一端通过一个顶推铰链与胀顶气缸连接，所述中间顶杆的另一端连接有一个顶推轴，所述顶推轴的另一端伸入连接芯轴内，所述电磁阀设于固定座上，所述电磁阀通过软管与胀顶气缸连接。

其中，所述顶推装置还包括呈l形的顶杆防转卡板，所述中间顶杆的一端设有台阶，所述顶杆防转卡板的一端固定在固定座上，所述顶杆防转卡板的另一端贴靠在该台阶上。

其中，所述旋转驱动装置包括驱动部件、第一齿轮、第二齿轮、主轴套和主传动中空轴，所述驱动部件固定在固定座上，所述驱动部件的输出端穿过固定座后与第一齿轮平键连接，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第一齿轮的直径小于第二齿轮的直径，所述主轴套的一端通过一个第四连接法兰固定在固定座上，所述主轴套的另一端连接有第五连接法兰，所述主传动中空轴设于主轴套内，且所述主传动中空轴的一端通过第二轴承件、第二锁紧件与主轴套配合，所述主传动中空轴的另一端通过第三轴承件与主轴套配合，所述主传动中空轴的一端穿过固定座后与第二齿轮平键连接，所述主传动中空轴的另一端与一个第六连接法兰平键连接，所述第六连接法兰与第一连接法兰固定连接，所述中间顶杆的一端穿过主传动中空轴并通过第二直线轴承与主传动中空轴配合。

其中，还包括纠偏装置，所述纠偏装置用于带动固定座、旋转驱动装置、顶推装置以及机械胀轴同时实现纠偏位移。

其中，所述纠偏装置包括纠偏连接板、滑动组件、纠偏底板、纠偏执行器、纠偏铰链和纠偏放大器，所述纠偏连接板固定在旋转驱动装置上，所述纠偏底板通过滑动组件与纠偏连接板连接，所述纠偏执行器设于纠偏底板上，所述纠偏执行器通过纠偏铰链与固定座连接，所述纠偏放大器设于固定座上。

本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明的机械胀轴采用纯机械式结构，不存在使用环境的限制，适应性更强，提高生产的效率，且能保证更好的收放卷精度，为生产高标准、高质量产品起到了定位作用，同时机械胀轴一体式模块设计，节省了更换机械胀轴的时间，适应不同种类卷芯的卷材收放使用；

另外，本发明通过整合各装置之间的联系，将旋转驱动装置、顶推装置以及机械胀轴集成为一体，有效节省了整个收放卷机构的体积，在设计、装配、应用工艺时，省时省力，大大提高了设备的稳定性与节省设计时间，提高整机装机效率，省去繁琐的水平垂直等工序，完成了“傻瓜式”装配即可得到优良的工艺装配要求。

附图说明

图1是本发明实施例提供的收放卷机构第一视角的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的收放卷机构第二视角的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的收放卷机构第三视角的结构示意图图；

图4是本发明实施例提供的收放卷机构的剖视图；

图5是本发明实施例提供的收放卷机构的部分结构示意图；

图6是本发明实施例提供的机械胀轴第一视角的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的机械胀轴第二视角的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的机械胀轴的剖视图；

图9是本发明实施例提供的机械胀轴另一视角的剖视图；

图10是本发明实施例提供的旋转驱动装置的剖视图；

图11是本发明实施例提供的顶推装置的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的机械胀轴局部结构第一视角的结构示意图；

图13是本发明实施例提供的机械胀轴局部结构第二视角的结构示意图；

图14是本发明实施例提供的顶胀轴的结构示意图；

图15是本发明实施例提供的连体涨块的结构示意图；

图16是本发明实施例提供的滑动导向组件的结构示意图；

附图标记说明：1-固定座；2-旋转驱动装置；20-驱动部件；21-第一齿轮；22-第二齿轮；23-主轴套；24-主传动中空轴；25a-第四连接法兰；25b-第五连接法兰；25c-第二轴承件；25d-第二锁紧件；25e-第三轴承件；25f-第六连接法兰；25g-第三锁紧件；3-顶推装置；31-胀顶气缸；32-中间顶杆；33-电磁阀；34-顶推轴；35-防转卡板；36-第二直线轴承；4-机械胀轴；41-胀轴外套筒；411-第一连接法兰；412-第一弹性复位件；4121-复位螺钉；4122-第一复位弹簧；413-第二连接法兰；414-滑动导向组件；4141-滑动导向座；4142-滑轮；42-顶胀轴；43-连体涨块；431-卡爪；44-连接芯轴；45-连接部件；451-第三连接法兰；452-第一轴承件；453-第一锁紧件；46-第二弹性复位件；47-顶胀导向轴；48-第一直线轴承；5-纠偏装置；51-纠偏连接板；52-滑动组件；53-纠偏底板；54-纠偏执行器；55-纠偏铰链；56-纠偏放大器；6-辅助翼板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图16所示，本实施例所述的一种收放卷机构，包括固定座1、旋转驱动装置2、顶推装置3和机械胀轴4，所述旋转驱动装置2、顶推装置3均设于固定座1上；

所述机械胀轴4包括胀轴外套筒41、顶胀轴42、两个或两个以上的连体涨块43和连接芯轴44；所述胀轴外套筒41的一端连接有用于与旋转驱动装置2连接的第一连接法兰411；所述胀轴外套筒41上对应所述连体涨块43间隔设有第一弹性复位件412，所述第一弹性复位件412用于带动连体涨块43复位，所述胀轴外套筒41的另一端连接有第二连接法兰413，防止异物进入胀轴外套筒41内，影响顶胀轴42与连体涨块43的配合；所述顶胀轴42设于胀轴外套筒41内，所述顶胀轴42靠近第一连接法兰411的一端的直径大于其另一端的直径；所述连体涨块43沿顶胀轴42的轴向方向贴靠在顶胀轴42的外壁，所述连体涨块43上间隔设置有卡爪431，所述卡爪431可穿过胀轴外套筒41；所述连接芯轴44通过连接部件45与顶胀轴42的一端连接，所述连接芯轴44还与顶推装置3连接；还包括第二弹性复位件46，所述第二弹性复位件46的一端连接在第二连接法兰413上，其另一端连接在顶胀轴42上；

所述旋转驱动装置2用于带动胀轴外套筒41旋转，所述顶推装置3用于带动顶胀轴42伸出和收回。

优选地，如图12和图13所示，所述连体涨块43沿顶胀轴42的周向间隔设置有六个，如图15所示，所述连体涨块43上沿平行于胀轴外套筒41的轴向方向间隔设置三个卡爪431，如图8所示，对应每个所述连体涨块43间隔设置四个第一弹性复位件412。

本实施例的工作方式是：首先将外界卷料筒推入胀轴外套筒41上，然后顶推装置3工作，顶推连接芯轴44，连接芯轴44通过连接部件45带动顶胀轴42伸出，顶胀轴42顶靠各个连体涨块43，使连体涨块43沿径向运动，同时顶胀轴42压缩第二弹性复位件46，使第二弹性复位件46产生弹性形变，而连体涨块43上的卡爪431穿过胀轴外套筒41向外伸出，并将外界卷料筒卡住，增大外界卷料筒与胀轴外套筒41之间的摩擦力，然后旋转驱动装置2工作，旋转驱动装置2带动机械胀轴4转动，机械胀轴4带动外界卷料筒转动，从而实现收放卷工作；收放卷工作完成后，顶推装置3收回，不在顶推顶胀轴42，而顶胀轴42在第二弹性复位件46的作用下自动收回、复位，而各个连体涨块43在没有顶胀轴42顶靠的情况下，由于第一弹性复位件412的作用下，各个连体涨块43实现自动复位，从而等待下一个收放卷工作。

本实施例的机械胀轴4采用纯机械式结构，不存在使用环境的限制，适应性更强，提高生产的效率，且能保证更好的收放卷精度，为生产高标准、高质量产品起到了定位作用，同时机械胀轴4一体式模块设计，节省了更换机械胀轴4的时间，适应不同种类卷芯的卷材收放使用；

另外，本实施例通过整合各装置之间的联系，将旋转驱动装置2、顶推装置3以及机械胀轴4集成为一体，有效节省了整个收放卷机构的体积，在设计、装配、应用工艺时，省时省力，大大提高了设备的稳定性与节省设计时间，提高整机装机效率，省去繁琐的水平垂直等工序，完成了“傻瓜式”装配即可得到优良的工艺装配要求。

如图8、图12和图13所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述第一弹性复位件412包括复位螺钉4121和第一复位弹簧4122，所述复位螺钉4121螺纹连接在胀轴外套筒41上，所述第一复位弹簧4122的一端套设在复位螺钉4121上并与复位螺钉4121顶靠，所述第一复位弹簧4122的另一端与连体涨块43顶靠；具体地，所述连体涨块43上设置有用于与第一复位弹簧4122配合的凹槽口，第一复位弹簧4122的另一端位于该凹槽口内，工作时，顶胀轴42顶靠连体涨块43，使连体涨块43沿径向伸出，连体涨块43压缩第一复位弹簧4122，使第一复位弹簧4122产生弹性形变，而在顶胀轴42复位时，第一复位弹簧4122恢复弹性形变，从而带动连体涨块43复位，结构简单。

基于上述实施例的基础上，进一步地，如图8和图9所示，所述连接部件45包括第三连接法兰451、第一轴承件452和第一锁紧件453，所述第一轴承件452套设在连接芯轴44上并位于顶胀轴42内，所述第一锁紧件453旋拧在连接芯轴44上并将第一轴承件452的内圈与连接芯轴44固定，所述第三连接法兰451连接在顶胀轴42上并将第一轴承件452的外圈与顶胀轴42固定；所述第一轴承件452优选采用角接触轴承，所述第一锁紧件453采用锁紧螺母，能更有效地保证连接芯轴44不会发生旋转，保障顶胀轴42在收放卷工作时之中顶靠连体涨块43，保障外界卷料筒与胀轴外套筒41的同步转动，提高收放卷的精度，同时实现连接芯轴44推动顶胀轴42移动。

如图8和图9所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，还包括顶胀导向轴47，所述顶胀导向轴47的一端连接在第二连接法兰413上，所述顶胀导向轴47的另一端伸入顶胀轴42内并通过第一直线轴承48与顶胀轴42配合；设置顶胀导向轴47能起到支撑顶胀轴42的作用，使顶胀轴42在伸出和收回时，沿着顶胀导向轴47的轴向水平移动，保证顶胀轴42移动的平衡，避免顶胀轴42因自重或离心力发生倾斜导致各个连体涨块43受力不均匀，同时也是为了保障顶胀轴42复位时能更好地与顶推装置3配合。

进一步地，所述顶胀轴42内设置有限位卡环，所述限位卡环用于限制第一直线轴承48的轴向窜动，具体地，所述第一直线轴承48的数量为两个，能更好地保证顶胀导向轴47处于平稳状态，同时利于顶胀导向轴47旋转，所述第一直线轴承48的一端部与顶胀轴42顶靠，其另一端部与限位卡环顶靠，从而将第一直线轴承48限位住，防止第一直线轴承48的轴向窜动，结构更牢靠。

本实施例中，优选地，所述第二弹性复位件46为第二复位弹簧，所述第二复位弹簧套设在顶胀导向轴47上，结构更紧凑。

如图6至图7、图9、图12至图13、图16所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述胀轴外套筒41的外壁间隔设置有滑动导向组件414，所述滑动导向组件414包括滑动导向座4141和滑轮4142，所述滑动导向座4141固定在胀轴外套筒41上，所述滑轮4142轴接在滑动导向座4141上；具体地，相邻的连体涨块43之间均设有滑动导向组件414，所述滑动导向组件414沿平行胀轴外套筒41的轴向间隔设置有三个，设置滑动导向组件414，减小外界卷料筒内壁与胀轴外套筒41外壁之间的摩擦力，使外界卷料筒更容易装配入胀轴外套筒41上，同时也便于将收放卷完成的外界卷料筒取下；工作时，将外界卷料筒推入胀轴外套筒41上的过程中，滑轮4142在摩擦力的作用下滚动，从而减小外界卷筒与胀轴外套筒41之间的摩擦力，使外界卷料筒更省力及快速地推入胀轴外套筒41上或从胀轴外套筒41上取下。

如图1至图5、图11所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述顶推装置3包括胀顶气缸31、中间顶杆32和电磁阀33，所述胀顶气缸31设于固定座1上，所述中间顶杆32的一端通过一个顶推铰链与胀顶气缸31连接，所述中间顶杆32的另一端连接有一个顶推轴34，所述顶推轴34的另一端伸入连接芯轴44内，所述电磁阀33设于固定座1上，所述电磁阀33通过软管（图中未显示）与胀顶气缸31连接；具体地，胀顶气缸31通过顶推铰链带动中间顶杆32伸出，中间顶杆32推动连接芯轴44，连接芯轴44带动顶胀轴42伸出，从而实现卡紧外界卷料筒，进行收放卷工作；收放卷完成后，电磁阀33改变胀顶气缸31的进气位置，使胀顶气缸31带动中间顶杆32收回。

如图4、图5和图11所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述顶推装置3还包括呈l形的顶杆防转卡板35，所述中间顶杆32的一端设有台阶，所述顶杆防转卡板35的一端固定在固定座1上，所述顶杆防转卡板35的另一端贴靠在该台阶上，进一步保证中间顶杆32不会发生旋转，结构更可靠。

如图1至图5、图10所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述旋转驱动装置2包括驱动部件20、第一齿轮21、第二齿轮22、主轴套23和主传动中空轴24，所述驱动部件20固定在固定座1上，所述驱动部件20的输出端穿过固定座1后与第一齿轮21平键连接，所述第一齿轮21与第二齿轮22啮合，所述第一齿轮21的直径小于第二齿轮22的直径，所述主轴套23的一端通过一个第四连接法兰25a固定在固定座1上，所述主轴套23的另一端连接有第五连接法兰25b，所述主传动中空轴24设于主轴套23内，且所述主传动中空轴24的一端通过第二轴承件25c、第二锁紧件25d与主轴套23配合，所述主传动中空轴24的另一端通过第三轴承件25e与主轴套23配合，所述主传动中空轴24的一端穿过固定座1后与第二齿轮22平键连接，所述主传动中空轴24的另一端与一个第六连接法兰25f平键连接，所述第六连接法兰25f与第一连接法兰411固定连接，如图4和图11所示，所述中间顶杆32的一端穿过主传动中空轴24并通过第二直线轴承36与主传动中空轴24配合。

具体地，所述第四连接法兰25a顶靠第二轴承件25c的外圈，使第二轴承件25c的外圈与主轴套23连接为一体，所述第二锁紧件25d顶靠第二轴承件25c的内圈，所述第二轴承件25c的内圈与主传动中空轴24连接为一体；优选地，所述主传动中空轴24的另一端旋拧有第三锁紧件25g，该第三锁紧件25g用于加固第六连接法兰25f与主传动中空轴24的连接，结构更牢靠；优选地，所述中间顶杆32上设置有两个第二直线轴承36，使中间顶杆32移动更可靠；工作时，驱动部件20带动第一齿轮21旋转，第一齿轮21带动第二齿轮22旋转，第二齿轮22带动主传动中空轴24旋转，主传动中空轴24带动第六连接法兰25f旋转，第六连接法兰25f带动机械胀轴4转动，从而带动外界卷料筒转动，实现收放卷工作，结构紧凑，装配容易。

优选地，所述第二轴承件25c采用角接触轴承，所述第三轴承件25e采用深沟球轴承，所述第二锁紧件25d、第三锁紧件25g均采用锁紧螺母。

本实施例中，所述驱动部件20包括驱动电机和减速机，减速机的输出端与第一齿轮21平键连接，减速机的输出端还连接有端盖法兰，该端盖法兰还与第一齿轮21固定连接，保证第一齿轮21在转动时不会产生轴向窜动，结构更牢靠；本实施例中，主传动中空轴24还套设有限位卡环，该限位卡环用于限制第二齿轮22在转动时产生轴向窜动，结构更牢靠。

如图1至图3、图5所示，本实施例中，还包括辅助翼板6，所述辅助翼板6的一端设有通孔，所述辅助翼板6的一端与第五连接法兰25b固定连接，并位于第五连接法兰25b与第六连接法兰25f之间；当卷材的卷径大时，可在辅助翼板6上安装卷料过辊，进行走带，结构更灵活，进一步地，在辅助翼板6上安装有加强筋，使辅助翼板6结构更牢靠。

如图1至图5所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，还包括纠偏装置5，所述纠偏装置5用于带动固定座1、旋转驱动装置2、顶推装置3以及机械胀轴4同时实现纠偏位移；具体地，在机械胀轴4带动外界卷料筒进行卷料的过程中，卷材侧边会出现偏移，不够整齐，如靠近顶推装置3方向偏移或远离顶推装置3偏移，这将导致卷材的同心度出现偏差，不够整齐，严重时影响整个收放卷过程，而设置纠偏装置5，能及时调整机械胀轴4的位置，从而调整外界卷料筒的位置，保证卷材卷绕的同心度；当卷材出现偏移时，纠偏装置5工作，带动固定座1、旋转驱动装置2、顶推装置3以及机械胀轴4朝向卷材偏移的方向移动，从而调整卷材，保证卷材卷绕的同心度，保障收放卷工作的正常进行，结构更可靠。

如图1至图5所示，本实施例中，所述纠偏装置5包括纠偏连接板51、滑动组件52、纠偏底板53、纠偏执行器54、纠偏铰链55和纠偏放大器56，所述纠偏连接板51固定在旋转驱动装置2上，所述纠偏底板53通过滑动组件52与纠偏连接板51连接，所述纠偏执行器54设于纠偏底板53上，所述纠偏执行器54通过纠偏铰链55与固定座1连接，所述纠偏放大器56设于固定座1上；具体地，所述纠偏连接板51与主轴套23固定连接，工作时，纠偏执行器54通过纠偏铰链55拉动或推动固定座1，使主轴套23在纠偏底板53上滑动，从而带动旋转驱动装置2移动，旋转驱动装置2带动顶推装置3以及机械胀轴4移动，从而实现纠偏工作。

本实施例中，所述滑动组件52包括直线导轨和滑块，该直线导轨固定在纠偏底板53上，该滑块滑动连接在直线导轨上并与纠偏连接板51固定连接。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。