一种用于卷绕机的相机测偏装置及卷绕机的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种用于卷绕机的相机测偏装置及卷绕机。


背景技术：

2.电池作为一种高容量长寿命环保电池，已在便携移动电源、笔记本电脑、电动玩具、数码产品等多种产品上都得到了广泛应用。在电池的制备过程中，要通过卷绕设备将极片和隔膜进行并膜卷绕。在卷绕过程中一般都会进行纠偏，包括收卷时的纠偏；以使卷绕后涂膜材料的边缘对齐，保证后续放卷质量。
3.在卷绕作业中，通常采用电池卷绕机进行卷绕作业，卷绕机用于收放涂膜材料。卷绕机通常由卷绕机构、检测机构等几部分组成；具体的，涂膜材料经绕卷机构收卷；在收卷过程中，检测机构实施检测涂膜材料边缘，以卷绕质量。然而，当检测机构放置不准确，将导致检测结果与实际出现偏差，致使卷绕机构在卷轴时不能够保证涂膜材料之间平整地贴合，容易使得经卷绕的涂膜材料内部以及边缘产生褶皱，影响放出涂膜材料的质量，严重的甚至会导致涂膜材料损毁，存在安全隐患。


技术实现要素：

4.为此，需要提供一种用于卷绕机的相机测偏装置及卷绕机，用于提高涂膜材料的卷绕质量。
5.第一方面，本技术提供了一种用于卷绕机的相机测偏装置，包括卷轴、相机组件和基准组件。卷轴用于卷绕涂膜材料。相机组件包括第一相机组和第二相机组，第一相机组用于拍摄卷绕于卷轴上的涂膜材料的边缘所在位置；第二相机组用于拍摄卷绕于卷轴之前的涂膜材料的边缘所在位置。基准组件包括第一基准物和第二基准物，第一基准物设置于第一相机组的拍摄路径上，第二基准物设置于第二相机组的拍摄路径上。
6.通过在相机组件和卷轴之间设置基准组件，使得卷绕机上的相机组件的视野内具有第一基准物和第二基准物，通过分析比对相机组件实时采集的图像中第一基准物和第二基准物的相对位置，可以判断出当前相机组件是否发生偏移，进而对相机组件的位置进行调整，以提高涂膜材料的卷绕质量，使得卷绕后的涂膜材料的边缘齐整。
7.本技术实施例的技术方案中，第一相机组包括第一相机和第二相机，第一相机用于拍摄卷绕于卷轴上的涂膜材料的一侧边缘，第二相机用于拍摄卷绕于卷轴上的涂膜材料的另一侧边缘。
8.第一相机和第二相机的设置，便于相机测偏装置更精确的检测涂膜材料的两侧边缘，以提高检测的精确度，使得卷绕后的涂膜材料的边缘齐整，从而提高卷绕质量。
9.本技术实施例的技术方案中，第二相机组包括第三相机和第四相机，第三相机用于拍摄卷绕于卷轴之前的涂膜材料的一侧边缘，第二相机用于拍摄卷绕于卷轴之前的涂膜材料的另一侧边缘。
10.第三相机和第四相机的设置，便于相机测偏装置更精确地检测涂膜材料的两侧边缘，以提高检测的精确度，使得卷绕后的涂膜材料的边缘齐整，从而提高卷绕质量。
11.本技术实施例的技术方案中，还包括相机支架，用于放置第一相机组和第二相机组。
12.相机支架的设置便于固定第一相机组和第二相机组，防止在拍摄过程中，第一相机组和第二相机组出现偏离，以提高第一相机组和第二相机组检测的精确度。
13.本技术实施例的技术方案中，基准组件包括第一连接杆和第二连接杆。第二连接杆与第一连接杆可拆卸锁固，第一基准物和第二基准物设置于第二连接杆上。
14.第一连接杆和第二连接杆可拆卸锁固，使得第二连接杆可活动设置于第一连接杆上，进而带动第一基准物和第二基准物移动；第一连接杆和第二连接杆的设置使得基准组件可应用于不同尺寸的涂膜材料上。
15.本技术实施例的技术方案中，第二连接杆的数量为两根，两根第二连接杆间隔设置。第一连接杆上设置有多个阵列排布的第一连接孔，两根第二连接杆分别通过不同的第一连接孔与第一连接杆可拆卸锁固。
16.通过两根第二连接杆的设置，使得涂膜材料两侧边缘均具有第一基准物和第二基准物，便于相机组件的识别检测作业，以此提高相机组件检测的精确度。
17.本技术实施例的技术方案中，第二连接杆上设置有多个阵列排布的第二连接孔，第一基准物和第二基准物分别通过不同的第二连接孔与第二连接杆可拆卸锁固。
18.第二连接孔的设置，使得第一基准物和第二基准物活动设置于第二连接杆上，便于相机测偏装置物适用于不同型号的卷轴。
19.本技术实施例的技术方案中，第二连接杆铰接于第一连接杆上，第二连接杆与第一连接杆之间的铰接点通过锁固件可拆卸锁固。
20.可拆卸锁固的设置，使得第二连接杆可于第一连接杆上活动，进而带动第一基准物和第二基准物移动；第一连接杆和第二连接杆可适用于不同尺寸的涂膜材料以及卷轴上。
21.本技术实施例的技术方案中，还包括固定座，固定座具有一环状空腔，卷轴穿设于环状空腔内。第一连接杆垂直设置于固定座上，第二连接杆垂直设置于第一连接杆上。
22.固定座的设置，使得基准组件具有独立于相机组件以及卷轴的连接位置，防止基准组件与卷轴和/或相机组件同步偏移，进一步相机组件通过错误的基准得出错误的判断；固定座的设置将提高基准组件的精确度，同时提升涂膜材料的卷绕质量。
23.第二方面，本技术还提供了一种卷绕机，卷绕机包含上述任一项实施例的用于卷绕机的相机测偏装置。
24.通过在卷绕机内设置用于卷绕机的相机测偏装置，以提高卷绕机的卷绕精度，同时提升涂膜材料的卷绕质量。
25.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。“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，或成一体；也可以是机械连接，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或两个元件的相互作用关系。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技术实施例中的具体含义。
45.电池作为一种高容量长寿命环保电池，已在便携移动电源、笔记本电脑、电动玩具、数码产品等多种产品上都得到了广泛应用。在电池的制备过程中，要通过卷绕设备将极片和隔膜进行并膜卷绕。在卷绕过程中一般都会进行纠偏，包括收卷时的纠偏；以使卷绕后涂膜材料的边缘对齐，保证后续放卷质量。
46.在卷绕作业中，通常采用电池卷绕机进行卷绕作业，卷绕机用于收放涂膜材料。卷绕机通常由卷绕机构、检测机构等几部分组成；具体的，涂膜材料经绕卷机构收卷；在收卷过程中，检测机构实施检测涂膜材料边缘，以卷绕质量。然而，当检测机构放置不准确，将导致检测结果与实际出现偏差，致使卷绕机构在卷轴时不能够保证涂膜材料之间平整地贴合，容易使的经卷绕的涂膜材料内部以及边缘产生褶皱，影响放出涂膜材料的质量，严重的甚至会导致涂膜材料损毁，存在安全隐患。检测机构可为相机组件。
47.进一步的，在卷绕作业时，当相机组件的位置因误触或者松动发生偏移时，相机组件的检测结果将失真，不能反应卷绕机真实的卷绕情况。
48.根据本技术的一些实施例，参照图1和图2，本技术公开了一种用于卷绕机的相机测偏装置，包括卷轴1、相机组件3和基准组件4；卷轴1用于卷绕涂膜材料2；相机组件3包括第一相机组31和第二相机组32，第一相机组31用于拍摄卷绕于卷轴1上的涂膜材料2的边缘所在位置；第二相机组32用于拍摄卷绕于卷轴1之前的涂膜材料2的边缘所在位置；基准组件4包括第一基准物41和第二基准物42，第一基准物41设置于第一相机组31的拍摄路径上，第二基准物42设置于第二相机组32的拍摄路径上。
49.卷轴1为柱形结构，柱形结构可为圆柱、三棱柱、四棱柱等；优选的，卷轴1为水平设置的圆柱体结构；卷轴1用于卷绕经过热压后的涂膜材料2，即涂膜材料2置于卷轴1的外侧壁上。卷轴1可采用金属、合金等耐高温材质制程；且卷轴1在作业中，卷轴1仅与涂膜材料2接触。
50.卷轴1可绕其自身轴线方向进行旋转，涂膜材料2置于卷轴1中部。即，当卷轴1进行涂膜材料2的卷绕作业时，涂膜材料2将卷绕于卷轴1的中部；被卷绕的涂膜材料2边缘与卷轴1边缘具有一定距离，便于检测涂膜材料2的卷绕情况，同时便于外部设备抓取卷轴1。
51.因此综上可知，涂膜材料2在进行卷绕作业时具有两种状态：其一，卷绕前，此时涂膜材料2还未卷绕于卷轴1上，涂膜材料2处于拉伸状态；其二，卷绕后，此时涂膜材料2卷绕于卷轴1上，涂膜材料2沿着卷轴1外壁层叠。
52.相机组件3可采用ccd(charge coupled device，电荷耦合元件)相机，ccd相机还可以称为ccd图像传感器。ccd是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。ccd上植入的微小光敏物质称作像素(pixel)。一块ccd上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。ccd的作用就像胶片一样，但它是把图像像素转换成数字信号。ccd上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号。经由外部电路的控制，每个小电容能将其所带的电荷转给它相邻的电容。作为一种光数转化元件，ccd相机已被广泛应用。当然，在某些实施例中，相机组件3也可采用其他检测相机。
53.相机组件3包括第一相机组31和第二相机组32，第一相机组31和第二相机组32的结构相同，且两个相机组分别用于拍摄涂膜材料2卷绕前和卷绕后的边界位置。其中，两组相机的排布根据实际需要进行设定；具体的，当未卷绕的涂膜材料2置于卷轴1上方，且涂膜材料2从上向下进行卷绕时，第二相机组32置于第一相机组31上方；当未卷绕的涂膜材料2置于卷轴1下方，且涂膜材料2从下向上进行卷绕时，第二相机组32置于第一相机组31下方。需要进一步说明的是，相机组件3不与卷轴1接触，以防止卷轴1与相机组件3同步便宜，致使相机组件3不能拍摄出偏移情况。
54.还需要说明的是，第一相机组31和第二相机组32均可直接拍摄到涂膜材料2的两侧边缘。第一相机组31和第二相机组32的位置可以进行调节。
55.请参阅图3，基准组件4包括第一基准物41和第二基准物42；其中，第一基准物41设置于第一相机组31的拍摄路径上系指，当第一相机组31件3在进行拍摄作业时，第一基准物41可显示在第一相机组31的所拍摄画面上；优选的，第一基准物41位于第一相机组31件3与卷轴1之间。第二基准物42设置于第二相机组32的拍摄路径上。当第二相机组32件3在进行拍摄作业时，第二基准物42可显示在第二相机组32的所拍摄画面上；优选的，第二基准物42位于第二相机组32件3与涂膜材料2之间。
56.需要进一步说明的是，基准组件4不与相机组件3以及卷轴1连接，防止基准组件4与相机组件3以及卷轴1同步歪斜，导致相机组件3通过拍摄错误的基准组件4得出错误的检测结果。
57.本技术中的涂膜材料2包括阴极、第一隔离膜、阳极以及第二隔离膜依次层叠而成。在进行卷绕作业前，阴极、第一隔离膜、阳极以及第二隔离膜相互独立；卷绕后，阴极、第一隔离膜、阳极和第二隔离膜组成涂膜材料2。由于第一隔离膜和第二隔离膜具有一定的透光性；因此，相机组件3拍摄未卷绕以及卷绕状态下的涂膜材料2时，相机组件3所拍到的边界为阴极和阳极材料所显示的边界。具体的，在本技术中，优选的，未卷绕的涂膜材料2置于卷轴1上方，第二相机组32将拍摄阴极边界，经卷绕后阴极卷绕至内侧，阳极卷绕至外侧，第一相机组31将拍摄阳极边界。
58.在实际检测中，当涂膜材料2进行卷绕作业时，第一相机组31拍摄被卷绕于卷轴1上的涂膜材料2边缘，并将实时拍摄的照片与预先设定或拍摄的原始照片进行对比，最后判断卷绕于卷轴1上的涂膜材料2边缘是否偏移。第二相机组32拍摄卷绕于卷轴1之前的涂膜材料2的边缘，并将实时拍摄的照片与预先设定或拍摄的原始照片进行对比，最后判断卷绕于卷轴1之前的涂膜材料2的边缘是否偏移。若在上述两种情况中，涂膜材料2的边缘均未发生偏移，卷轴1将继续作业；若在上述两种情况中，某一状态下涂膜材料2的边缘发生偏移，相机测偏装置可以发出声、光或电警报提醒操作人员，或者相机测偏装置将驱动卷轴1停止卷绕涂膜材料2。
59.当第一相机组31和第二相机组32分别拍摄到涂膜材料的阴极边界和阳极边界后，可以通过对两者采集到的图像进行分析以确定当前各个相机组的位置是否发生偏移，具体如下：为第一相机组31和第二相机组32配置一基准线，分别计算将第一相机组31对应的基准线与当前第一基准物所在的坐标差值、第二相机组32对应的基准线与当前第二基准物所在的坐标差值，判断计算得到的两个坐标差值的误差是否在预设误差范围之内，若超过则判定第一相机组31或第二相机组32对应的基准线发生偏移，即第一相机组31或第二相机组
32当前位置偏移其所在的基准位置，需要重新进行校正。
60.计算公式如下：
61.c
外初始
＝|l
1-b1|
×r1-|l
2-b2|
×
r262.c
内初始
＝|l
3-b3|
×r3-|l
4-b4|
×
r463.其中，l1为第一相机组中第一相机对应的基准线位置坐标，b1为当前第一相机对应的激光位置坐标；l2为第一相机组中第一相机对应的基准线位置坐标，b2为当前第二相机对应的激光位置坐标；l3为第二相机组中第三相机对应的基准线位置坐标，b3为当前第三相机对应的激光位置坐标；l4为第二相机组中第四相机对应的基准线位置坐标，b4为当前第四相机对应的激光位置坐标。r1、r2、r3、r4分别对应第一相机、第二相机、第三相机和第四相机的解析度。
64.通过在相机组件3和卷轴1之间设置基准组件4，使得卷绕机上的相机组件3的视野内具有物理硬基准，从而进行实时检测相机组件3是否发生偏移；以此提高涂膜材料2的卷绕质量，使得卷绕后的涂膜材料2的边缘齐整。
65.根据本技术的一些实施例，参照图1和图2，第一相机组31包括第一相机311和第二相机312，第一相机311用于拍摄卷绕于卷轴1上的涂膜材料2的一侧边缘，第二相机312用于拍摄卷绕于卷轴1上的涂膜材料2的另一侧边缘。
66.为了提高检测的精确度，在本实施例中，第一相机组31内包括两个相机，且两个相机分别用于拍摄已卷绕于卷轴1上的涂膜材料2的两侧边缘；即，一个相机拍摄卷绕材料的一侧边缘，另一个相机拍摄卷绕材料的另一侧边缘。具体的，第一相机组31具有第一相机311和第二相机312，第一相机311和第二相机312处于同一水平面上。在某些实施例中，第一相机311和第二相机312均为ccd相机。
67.第一相机311和第二相机312的设置，便于相机测偏装置更精确的检测涂膜材料2的两侧边缘，以提高检测的精确度，使得卷绕后的涂膜材料2的边缘齐整，从而提高卷绕质量。
68.根据本技术的一些实施例，参照图1和图2，第二相机组32包括第三相机321和第四相机322，第三相机321用于拍摄卷绕于卷轴1之前的涂膜材料2的一侧边缘，第二相机312用于拍摄卷绕于卷轴1之前的涂膜材料2的另一侧边缘。
69.为了提高检测的精确度，在本实施例中，第二相机组32内包括两个相机，且两个相机分别用于拍摄还未进行卷绕的涂膜材料2的两侧边缘；即，一个相机拍摄卷绕材料的一侧边缘，另一个相机拍摄卷绕材料的另一侧边缘。具体的，第二相机组32具有第三相机321和第四相机322，第三相机321和第四相机322处于同一水平面上。在某些实施例中，第三相机321和第四相机322均为ccd相机。
70.第三相机321和第四相机322的设置，便于相机测偏装置更精确的检测涂膜材料2的两侧边缘，以提高检测的精确度，使得卷绕后的涂膜材料2的边缘齐整，从而提高卷绕质量。
71.根据本技术的一些实施例，相机测偏装置还包括：相机支架；相机支架用于放置第一相机组31和第二相机组32。
72.相机支架的材质为金属、合金或者硬质塑料等，相机支架上具有安装第一相机组31和第二相机组32的安装位，第一相机组31和第二相机组32固定于相机支架上。在某些实
施例中，相机支架为可调结构，通过拉长或者缩短相机支架的长度，操作人员可对位于相机支架上的第一相机组31和第二相机组32的高度进行调节；具体的，使用时，可根据实际需要调节高度。
73.相机支架的设置便于固定第一相机组31和第二相机组32，防止在拍摄过程中，第一相机组31和第二相机组32出现偏离，以提高第一相机组31和第二相机组32检测的精确度。
74.根据本技术的一些实施例，请参照图4，基准组件4包括：第一连接杆43和第二连杆；第二连接杆44与第一连接杆43可拆卸锁固，第一基准物41和第二基准物42设置于第二连接杆44上。
75.第一连接杆43为水平设置的横杆，且第一连接杆43与卷轴1相互平行，第一连接杆43的材质为金属、合金或者硬质塑料等。
76.第二连接杆44与第一连接杆43相互垂直，且第二连接杆44与第一连接杆43的材质相同，均为金属、合金或者硬质塑料等。
77.第二连接杆44与第一连接杆43可拆卸锁固系指，第二连接杆44可在第一连接杆43上活动，当第二连接杆44调整至预设位置时，第二连接杆44将固定于第一连接杆43上。具体的，在第一连接杆43上可设置有滑槽，第二连接杆44上设置有滑块，滑块可滑动设置在滑槽内，第二连接杆44上设置有固定机构；当第二连接杆44滑动至预设位置时，固定机构将固定第二连接杆44，防止第二连接杆44在第一连接杆43上滑动。当然，在另一实施例中，第二连接杆44一端固定设置有夹持件，夹持件用于夹持第一连接杆43。
78.第一基准物41为凸出于第二连接杆44上的长方形凸块，当然，在某些实施例中，第一基准物41还可为正方形或者其他自定义形状，且第一基准物41与第二连接杆44相互垂直。第一基准物41可通过焊接、螺纹连接以及一体成型等方式与第二连接杆44连接。
79.第二基准物42为凸出于第二连接杆44上的长方形凸块，当然，在某些实施例中，第二基准物42还可为正方形或者其他自定义形状，且第二基准物42与第二连接杆44相互垂直。第二基准物42可通过焊接、螺纹连接以及一体成型等方式与第二连接杆44连接。在使用时，通过调节第二连接杆44使得位于第二连接杆44上的第一基准物41与第二基准物42分别至与第一相机组31和第二相机组32的视野范围内。
80.第一连接杆43和第二连接杆44可拆卸锁固，使得第二连接杆44可活动设置于第一连接杆43上，进而带动第一基准物41和第二基准物42移动；第一连接杆43和第二连接杆44的设置使得基准组件4可应用于不同尺寸的涂膜材料2上。
81.根据本技术的一些实施例，参照图4至图5，第二连接杆44的数量为两根，两根第二连接杆44间隔设置；第一连接杆43上设置有多个阵列排布的第一连接孔，两根第二连接杆44分别通过不同的第一连接孔与第一连接杆43可拆卸锁固。
82.两根第二连接杆44相互平行，两根第二连接杆44的材质结构均相同，且处于两根第二连接杆44上的两个第一连接物位于第二连接杆44相对的一侧；同理，处于两根第二连接杆44上的两个第二连接物位于第二连接杆44相对的一侧。
83.两根第二连接杆44的设置便于相机组件3更精确的检测涂膜材料2的边缘；具体的，由于涂膜材料2的宽度较宽，且第一基准物41或者第二基准物42的长度较短，在相机组件3的视野范围内，单个第一基准物41与第二基准物42所占面积较小；因此，需要增加第一
基准物41与第二基准物42所占的视野面积，以提高相机组件3的识别度，进而提高相机组件3检测的精确度。
84.在本实施了中，在第一连接杆43上设置有多个第一连接孔，第二连接杆44一端可插入至第一连接孔上，第一连接孔与第二连接杆44过盈连接；当需要调整位置时，可拔出第二连接杆44，并插入至另一第一连接孔中，完成位置调整。
85.通过两根第二连接杆44的设置，使得涂膜材料2两侧边缘均具有一第一基准物41和第二基准物42，便于相机组件3的识别检测作业，以此提高相机组件3检测的精确度。
86.根据本技术的一些实施例，第二连接杆44上设置有多个阵列排布的第二连接孔，第一基准物41和第二基准物42分别通过不同的第二连接孔与第二连接杆44可拆卸锁固。
87.第二连接孔为盲孔或者通孔，且第二连接孔为多个，多个第二连接孔沿第二连接杆44的方向进行阵列；第二连接孔与第一基准物41的连接端适配，第二连接孔与第二基准物42的连接端适配，第一基准物41和第二基准物42均插设在第二连接孔内。第一基准物41置于第二基准物42远离第一连接杆43的一侧。
88.第二连接孔的设置，使得第一基准物41和第二基准物42活动设置于第二连接杆44上，便于相机测偏装置物适用于不同型号的卷轴1。
89.根据本技术的一些实施例，第二连接杆44铰接于第一连接杆43上，第二连接杆44与第一连接杆43之间的铰接点通过锁固件可拆卸锁固。
90.可拆卸锁固的设置，使得第二连接杆44可于第一连接杆43上活动，进而带动第一基准物41和第二基准物42移动；第一连接杆43和第二连接杆44可适用于不同尺寸的涂膜材料2以及卷轴1上。
91.根据本技术的一些实施例，还包括：固定座，具有一环状空腔，卷轴1穿设于环状空腔内；第一连接杆43垂直设置于固定座上，第二连接杆44垂直设置于第一连接杆43上。
92.固定座为一板状结构，固定座可采用金属以及合金制程，固定座置于卷轴1一侧；第一连接杆43与固定座连接，第一连接杆43可通过焊接、螺纹连接或者一体成型等方式设置于固定座上。在某些实施例中，固定座中部设置有环状空腔，环状空腔用于容置卷轴1。固定座仅与第一连接杆43进行连接，固定座不与卷轴1以及相机组件3进行连接。
93.固定座的设置，使得基准组件4具有独立于相机组件3以及卷轴1的连接位置，防止基准组件4与卷轴1和/或相机组件3同步偏移，进一步相机组件3通过错误的基准得出错误的判断；固定座的设置将提高基准组件4的精确度，同时提升涂膜材料2的卷绕质量。
94.根据本技术还提供了一种卷绕机，卷绕机包含上述任一项实施例用于卷绕机的相机测偏装置。
95.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。