专利名称：自动拉膜机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于卷绕电池极芯时牵拉正负极片之间离子交换膜的拉膜机构，尤其是一种可自动夹持牵拉离子交换膜的自动拉膜机构。
背景技术：
采用卷绕法卷制电池极芯体时，需要在极芯体的正、负极片之间卷入离子交换膜。在现有技术中是采用人工牵拉离子交换膜，使离子交换膜夹在正、负极片之间，当完成极芯体的卷绕时，再由人工将离子交换膜剪断。再从剪断处牵拉离子交换膜，进入下一个极芯体的卷制过程……，如此往复循环。
采用人工手动拉膜，较难控制离子交换膜的定位精度，重复多次手动拉膜动作的一致性较差，卷绕质量不稳定，生产效率也不高。同时，人手与离子交换膜过多接触，对电池质量可能造成不良影响。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可自动夹持牵拉离子交换膜的自动拉膜机构。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种自动拉膜机构，包括控制单元、基板、固定在基板上的动力机构、活动安装在基板上并可在动力机构驱动下沿一定方向发生位移的支架体；支架体上设置机械手指和夹紧气缸，夹紧气缸的缸体、活塞杆的相对运动可使机械手指的位置状态呈夹紧或松开状态。控制单元分别与夹紧气缸和动力机构电连接以控制其的动作。
当夹紧气缸的缸体固定在支架体上时，活塞杆与机械手指连动；当夹紧气缸的活塞杆固定在支架体上时，缸体与机械手指连动。当动力机构在控制单元控制下驱动支架体受沿一定方向发生位移时，机械手指可夹持着离子交换膜将其拉伸至预定位置。
作为本实用新型的改进，可在支架体上设置升降气缸；夹紧气缸的缸体或活塞杆固定在升降气缸的升降活动部分上(升降气缸的缸体固定在支架体上时，升降气缸的活塞杆为升降活动部分；升降气缸的活塞杆固定在支架体上时，升降气缸的缸体为升降活动部分)，机械手指也设于升降气缸的升降活动部分上；控制单元与升降气缸电连接以控制其动作。这样，机械手指可在竖直方向上不同的工作位置工作。
可采用由固定刀杆和可与该固定刀杆互相靠近将离子交换膜夹紧的活动刀杆组成的机械手指；固定刀杆固定在升降气缸的升降活动部分；活动刀杆通过销柱枢接在升降气缸的升降活动部分；活动刀杆与夹紧气缸的升降活动部分(夹紧气缸的缸体固定在升降气缸上时，夹紧气缸的活塞杆为升降活动部分；夹紧气缸的活塞杆固定在升降气缸上时，夹紧气缸的缸体为升降活动部分)连接，使得活动刀杆可随着夹紧气缸升降活动部分的升降运动而围绕销柱转动从而与固定刀杆靠近或分开，从而将立离子交换膜夹紧或松开。
机械手指可采用如下的改进结构在与活动刀杆围绕销柱旋转的旋转平面垂直的方向上，固定刀杆和活动刀杆的厚度相等；活动刀杆具有上端面及与该上端面垂直的相对的两个侧面，固定刀杆具有下端面，活动刀杆围绕销柱转动与固定刀杆贴近时，上述上端面和下端面互相贴近；可在活动刀杆上相对的两个侧面分别固设软质夹持块和切割刀片；软质夹持块和切割刀片刀刃超出活动刀杆的上端面，软质夹持块超出该上端面的高度大于切割刀片刀刃超出该上端面的高度。活动刀杆在夹紧气缸升降活动部分的带动下可绕枢轴转动，在靠近固定刀杆的转动过程中，固定刀杆首先与软质夹持块接触。夹紧气缸带动活动刀杆继续同向转动，固定刀杆可与切割刀片的刀刃接触。在工作过程中，活动刀杆在夹紧气缸驱动下转动，当固定刀杆仅与软质夹持块接触时，离子交换膜被固定刀杆和软质夹持块夹持；当活动刀杆在夹紧气缸驱动下转动至固定刀杆与切割刀片刀刃接触时，离子交换膜被切割刀片刀刃切断。
也可以将软质夹持块和切割刀片以上述同样的方式固设于固定刀杆上，机械手指夹持和切断离子交换膜的方式与软质夹持块和切割刀片固设于活动刀杆上时类似。
机械手指的优选结构为活动刀杆具有上端面，固定刀杆具有下端面，活动刀杆围绕销柱转动与固定刀杆贴近时，上端面和下端面互相贴近；活动刀杆上固定有与上端面垂直的切割刀片，切割刀片的刀刃露出上端面；上端面上设有可压缩的垫块，垫块的自然高度大于切割刀片刀刃露出上端面的高度。在与切割刀片相对的活动刀杆或固定刀杆端面上设置与切割刀片的形状和尺寸相适配的空腔。这样，当活动刀杆围绕销柱转动与固定刀杆贴近时，固定刀杆下端面先与垫块接触而夹持住离子交换膜；当活动刀杆围绕销柱继续同向转动时，离子交换膜可接触到切割刀片的刀刃而被切断。在刀片切割离子交换膜的过程中，刀刃可伸入上述空腔，使切割更加有效，而且可以保护刀刃，延长切割刀片的使用寿命。切割刀片和可压缩的垫块也可以按前述方式同时设在固定刀杆上，夹持和切割离子交换膜的原理同上。
和前述优选结构类似，机械手指也可以采用另一种结构，该结构与前述优选结构的区别在于固定刀杆的一个侧面和活动刀杆的一个侧面在竖直方向上共面，切割刀片固定在该两个侧面其中之一上。
可压缩的垫块可选用富有弹性的材料，如移印硅胶、橡胶、塑料等。也可以采用弹簧等弹性件。
可在基板上增设滑轨结构，该滑轨结构包括固设于基板上的线形滑轨，线形滑轨上设置可沿着线形滑轨滑动的滑块；滑块与支架体连接，支架体可随滑块一起沿着线形滑轨滑动。滑块沿着线形滑轨滑动时，支架体随之移动，被牵引机构夹持的离子交换膜可以被拉伸至预定位置。
滑轨结构基板上还可设置阻挡支架体滑动的定位块。定位块的设置可以使支架体沿线形滑轨精确地运行至预定位置，从而可对离子交换膜进行精确的夹持或剪切。
可采用包括相互适配的同步轮、同步带、固定在基板上的动力电机的动力机构；控制单元与动力电机电连接以控制其动作；同步带与支架体连接。
动力电机在控制单元控制下带动同步带动作，支架体可随之沿着线形滑轨移动，被夹持的离子交换膜可以被拉伸至预定位置。
除上述同步带结构外，也可采用链条传动、齿轮传动等其它形式的动力机构。
本实用新型自动拉膜机构中的夹紧气缸和升降气缸也可以用镙杆传动结构、链条传动和齿轮传动等其它结构替换。
本实用新型自动拉膜机构工作时时，离子交换膜从固定刀杆和活动刀杆之间穿过。
采用本实用新型自动拉膜机构，可自动完成对离子交换膜的夹持、拉伸、剪切。本实用新型自动拉膜机构自动化程度高，可提高电芯卷绕质量和生产效率。
以下结合附图描述本实用新型的具体实施方式
。
图1是本实用新型一种实施方式的立体示意图。
图2是图1中滑轨结构的立体示意图。
图3是图1中牵引结构的立体示意图。
图4是图1中动力机构的立体示意图。
图5是图3的主视示意图。
图6是图3的右视示意图。
图7是图5的A-A剖视示意图。
图8是图3的装配分解示意图。
图9是图2的装配分解示意图。
图10是图1中各结构单元的装配分解示意图。
图11是本实用新型另一种实施方式的机械手指的纵向剖视示意图，剖切方向与图5中的A-A相同。图中固定刀杆370和活动刀杆380处于夹持离子交换膜之前的位置状态，此时垫块385未与固定刀杆370的下端面接触。
图12是图11所示机械手指另一状态的纵向剖视示意图，固定刀杆370和活动刀杆380处于切断离子交换膜之后的位置状态，垫块385被压缩。
具体实施方式
实施例一图1-图10示出了本实用新型的一种实施方式。
图1为该自动拉膜机构的立体示意图。
该自动拉膜机构包括水平基板1、控制单元(附图未示出)、牵引机构5、动力机构4。牵引机构5包括牵引结构3和滑轨结构2。控制单元控制牵引机构5、动力机构4的动作。
牵引结构3如图3、5、6、7、8、9所示，包括L形支架体31，支架体31的竖板上固定有升降气缸32。升降气缸32为双缸滑台式气缸，两根活塞杆贯穿气缸的缸体后通过板块321固定在支架体31上，升降气缸32的缸体可在活塞杆上上下滑动。升降气缸32的缸体上固定有连接板33，连接板33的侧壁上设有通孔331，穿设在通孔331中的同定销39上还套设有固定刀杆37和活动刀杆38，固定销39与活动刀杆38是间隙配合，活动刀杆38可在固定销上转动，固定销39上为台阶状柱体，固定销39上的台阶可控制活动刀杆38的轴向窜动；固定销39与固定刀杆37、连接板33是过盈配合。在本实施例中，机械手指包括固定刀杆37和活动刀杆38。控制单元控制升降气缸32的动作。
夹紧气缸34的缸体固定在连接板33上，夹紧气缸34的活塞杆上固定有传动块35。活动刀杆38上设有开口槽384，穿设在传动块35上的传动销36的一端插入开口槽384。这样，夹紧气缸34的活塞杆上下运动时，随该活塞杆一起上下运动的传动块35可以带动活动刀杆38，使活动刀杆38绕固定销39转动。由此，夹紧气缸34的活塞杆向下或向上运动时，活动刀杆38靠近或离开固定刀杆37，从而将夹紧或松开离子交换膜。控制单元控制夹紧气缸34的动作。
在与活动刀杆38围绕固定销39旋转的旋转平面垂直的方向上，固定刀杆37和活动刀杆38的厚度相等。活动刀杆38的前侧面固定安装有切割刀片382，后侧面固定有软质夹持块381。如图7所示，切割刀片382的刀刃和软质夹持块381露出活动刀杆38的上端面388，软质夹持块381超出上端面388的高度大于切割刀片382的刀刃超出上端面388的高度(从图5和图7中可看出这一点，图5中虚线表示活动刀杆38后侧面上的软质夹持块381)。活动刀杆38在夹紧气缸34活塞杆的带动下可绕固定销39转动。在活动刀杆38靠近固定刀杆37的转动过程中，固定刀杆37首先与软质夹持块381接触。夹紧气缸34带动活动刀杆38继续同向转动，固定刀杆37可与切割刀片382的刀刃接触。在工作过程中，夹紧气缸34带动活动刀杆38转动，当固定刀杆37仅与软质夹持块381接触时，离子交换膜被固定刀杆37和软质夹持块381夹持，当固定刀杆37与软质夹持块381分离时，离子交换膜被松开；当夹紧气缸34带动活动刀杆38转动至固定刀杆37与切割刀片381的刀刃接触时，离子交换膜被切割刀片381的刀刃切断。
升降气缸32缸体的上下运动，可带动夹紧气缸34、机械手指上下运动，升降气缸32和夹紧气缸34相配合可在竖直方向上使机械手指定位于适当的工作位置。
图2和图9示出了滑轨结构4。滑轨结构4包括固定在基板1侧面的导轨安装板21、固定安装在导轨安装板21上的线形滑轨22、活动套设在线形滑轨22上的滑块24，在导轨安装板21上还固定有定位块23。滑块24和支架体31通过支架体31上的四个安装孔310(见图3和图6)以螺栓紧固结合的方式固定连接。这样，牵引结构可以沿线形滑轨22定向水平运动。定位块23的设置可以使牵引机构沿线形滑轨22精确地运行至预定位置，从而可对离子交换膜进行精确的夹持或剪切。
如图4所示，动力机构包括可固定于基板1背面的两个支架43、固定于一个支架43上的动力电机44、两个同步带轮46、与两个同步带轮46相适配的同步带42。动力电机44可带动同步带42。同步带42通过压块45固定在支架体31上的固定孔300上(见图8)。这样，动力电机44在控制单元控制下转动时，同步带42带动支架体31、机械手指沿线形滑轨22作水平运动，可在水平方向上使机械手指定位于适当的工作位置。
图10为滑轨结构、牵引结构、动力机构和基板1的装配分解示意图。
实施例二实施例二与实施例一的区别仅在于机械手指部分，该区别从图11、图12(实施例二)和图7(实施例一)的对比中可完全表现出来。
实施例二具有和实施例一相同的固定刀杆和活动刀杆，将实施例二的固定刀杆和活动刀杆沿与图5中A-A向相同的方向剖切，剖切结构如图11和图12所示，图11中，固定刀杆370和活动刀杆380处于夹持离子交换膜之前的位置状态，此时垫块385未与固定刀杆370的下端面接触；图12中，固定刀杆370和活动刀杆380处于切断离子交换膜之后的位置状态，此时垫块385被固定刀杆370压缩。
活动刀杆380具有上端面，固定刀杆370具有下端面，活动刀杆380围绕销柱转动与固定刀杆370贴近时，该上端面和下端面互相贴近；活动刀杆380上固定有与上端面垂直的切割刀片386，切割刀片386的刀刃露出该上端面；该上端面上设有可压缩的移印硅胶垫块385，垫块385的自然高度大于切割刀片386刀刃露出上端面的高度。
固定刀杆370下端面上设有与切割刀片386的形状和尺寸相适配的空腔371。当切割刀片386切割离子交换膜时，刀刃可深入空腔371。
权利要求1.一种自动拉膜机构，其特征在于该自动拉膜机构包括控制单元、基板、固定在所述基板上的动力机构、活动安装在所述基板上并可在所述动力机构驱动下沿一定方向发生位移的支架体；该支架体上设有可夹紧离子交换膜的机械手指及可通过缸体、活塞杆的相对运动来控制所述机械手指的位置状态的夹紧气缸；所述控制单元分别与所述夹紧气缸和动力机构电连接。
2.根据权利要求1所述的自动拉膜机构，其特征在于所述支架体上设有升降气缸；所述夹紧气缸的缸体或活塞杆固定在所述升降气缸的升降活动部分上，所述机械手指也设于所述升降气缸的升降活动部分上；所述控制单元与所述升降气缸电连接。
3.根据权利要求1或2所述的自动拉膜机构，其特征在于所述机械手指包括固定刀杆和可与该固定刀杆互相靠近将离子交换膜夹紧的活动刀杆；所述固定刀杆固定在所述升降气缸的升降活动部分；所述活动刀杆通过销柱枢接在所述升降气缸的升降活动部分；所述活动刀杆与所述夹紧气缸的升降活动部分连动配合，使得所述活动刀杆可随着所述夹紧气缸升降活动部分的升降运动而围绕所述销柱转动从而与所述固定刀杆贴近或分开。
4.根据权利要求3所述的自动拉膜机构，其特征在于所述活动刀杆具有上端面，所述固定刀杆具有下端面，所述活动刀杆围绕所述销柱转动与所述固定刀杆贴近时，所述上端面和下端面互相贴近；所述活动刀杆上固定有与所述上端面垂直的切割刀片，所述切割刀片的刀刃露出所述上端面；所述上端面上设有可压缩的垫块，所述垫块的自然高度大于所述切割刀片刀刃露出所述上端面的高度；所述下端面上设有向所述固定刀杆内部凹进且与所述切割刀片的形状和尺寸相适配的空腔。
5.根据权利要求3所述的自动拉膜机构，其特征在于所述活动刀杆具有上端面，所述固定刀杆具有下端面，所述活动刀杆围绕所述销柱转动与所述固定刀杆贴近时，所述上端而和下端面互相贴近；所述固定刀杆上固定有与所述下端面垂直的切割刀片，所述切割刀片的刀刃露出所述下端而；所述下端面上设有可压缩的垫块，所述垫块的自然高度大于所述切割刀片刀刃露出所述下端面的高度；所述上端面上设有向所述活动刀杆内部凹进且与所述切割刀片的形状和尺寸相适配的空腔。
6.根据权利要求3所述的自动拉膜机构，其特征在于在与活动刀杆围绕所述销柱旋转的旋转面垂直的方向上，所述固定刀杆和活动刀杆的厚度相等；所述活动刀杆具有上端面及与该上端面垂直的相对的两个侧面，所述固定刀杆具有下端面，所述活动刀杆围绕所述销柱转动与所述固定刀杆贴近时，所述上端面和下端面互相贴近；所述活动刀杆的相对的两个侧面上分别固设有软质夹持块和切割刀片；所述软质夹持块和切割刀片刀刃露出所述上端面，所述软质夹持块露出该上端面的高度大于所述切割刀片刀刃露出该上端面的高度；所述活动刀杆围绕所述销柱转动与所述同定刀杆贴近时，所述固定刀杆可卡入由所述活动刀杆上端面、切割刀片和软质夹持块围成的槽形空间。
7.根据权利要求3所述的自动拉膜机构，其特征在于在与活动刀杆围绕所述销柱旋转的旋转面垂直的方向上，所述固定刀杆和活动刀杆的厚度相等；所述固定刀杆具有下端面及与该下端面垂直的相对的两个侧面，所述活动刀杆具有上端面，所述活动刀杆围绕所述销柱转动与所述固定刀杆贴近时，所述上端面和下端面互相贴近；所述固定刀杆的相对的两个侧面上分别固设有软质夹持块和切割刀片；所述软质夹持块和切割刀片刀刃露出所述下端面，所述软质夹持块露出该下端面的高度大于所述切割刀片刀刃露出该下端面的高度；所述活动刀杆围绕所述销柱转动与所述固定刀杆贴近时，所述活动刀杆可卡入由所述固定刀杆下端面、切割刀片和软质夹持块围成的槽形空间。
8.根据权利要求4所述的自动拉膜机构，其特征在于所述基板上固定有滑轨结构，该滑轨结构包括线形滑轨，所述线形滑轨上设有可沿着所述线形滑轨滑动的滑块；所述滑块与所述支架体连接，所述支架体可随所述滑块一起沿着所述线形滑轨滑动。
9.根据权利要求8所述的自动拉膜机构，其特征在于所述滑轨结构包括固定在所述基板上的导轨安装板，所述线形滑轨固定安装在所述导轨安装板上，所述导轨安装板上设有可阻挡所述支架体滑动的定位块。
10.根据权利要求9所述的自动拉膜机构，其特征在于所述动力机构包括相互适配的同步轮、同步带、固定在所述基板上的动力电机；所述控制单元与所述动力电机电连接；所述同步带与所述支架体连接。
专利摘要本实用新型提供了一种自动拉膜机构，包括控制单元、基板、动力机构、支架体，可在支架体上设置升降气缸、机械手指、驱动机械手指的夹紧气缸、线形滑轨。机械手指上设有刀片和胶垫。在控制单元控制下，支架体和其上的机械手指可自动完成对离子交换膜的夹持、拉伸、剪切。本实用新型自动拉膜机构自动化程度高，可提高电芯卷绕质量和生产效率。
文档编号H01M10/04GK2891310SQ20052012153
公开日2007年4月18日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者许教练, 周海强 申请人:比亚迪股份有限公司